В августе в южно-китайской провинции Гуандун начал работу самый крупный и точный в мире нейтринный детектор — Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO). Расположенный на глубине 700 метров под землёй, детектор предназначен для изучения нейтрино — очень лёгких частиц, которые трудно обнаружить из-за их слабого взаимодействия с веществом.

Основу установки составляет акриловый шар диаметром 35,4 метра, заполненный 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора, вещества, которое светится при взаимодействии с нейтрино. Вокруг шара размещено более 43 000 фотомножителей, способных зарегистрировать даже единичные фотоны, что обеспечивает рекордную точность измерения энергии приходящих частиц.

Источник: Yuexiang Liu / Institute of High Energy Physics

JUNO располагается в непосредственной близости от двух крупнейших китайских атомных электростанций — Янцзян и Тайшань, находящихся примерно в 53 километрах от детектора. Эти электростанции служат мощными источниками искусственных анти-нейтрино, которые и будут анализироваться учёными. Также детектор исследует нейтрино, приходящие с Солнца, атмосферы Земли и из вспышек сверхновых.

Главная задача JUNO — определить порядок масс трех видов нейтрино (электронного, мюонного и тау-нейтрино) и измерить их параметры осцилляций с точностью менее 1%. В научном мире это считается одной из ключевых нерешённых задач физики частиц, а понимание иерархии масс нейтрино поможет уточнить модель Стандартной модели и расширит знания о фундаментальных процессах во Вселенной.

Фото: JUNO Collaboration

Кроме того, JUNO сможет проводить поиск «стерильных» нейтрино — гипотетических частиц, не взаимодействующих с обычным веществом, а также изучать редкие процессы, такие как распад протона.

Проект реализован при участии 700 учёных из 74 институтов 17 стран. Его строительство длилось более десяти лет, и только в декабре 2024 была завершена установка детектора и его заливка высокоочищенным сцинтиллятором и водой. Уже первые испытания показали, что параметры работы устройства соответствуют или превосходят проектные ожидания.

Фото: JUNO Collaboration

Ведущий инженер проекта Ма Сяоян подчёркивает, что благодаря тщательной подготовке и многочисленным инновациям удалось создать надёжный инструмент для изучения нейтрино с непревзойдённой чувствительностью.

Результаты работы JUNO помогут космологам, астрофизикам и геофизикам понять влияние нейтрино на расширение Вселенной, происхождение химических элементов и процессы, происходящие в недрах Земли. Это откроет новую страницу в изучении фундаментальных частиц и позволит улучшить модели Солнечной системы и Вселенной в целом.

Подробнее на iXBT