Подземната обсерватория JUNO разгадава тайните на неутриното с рекордна точност
Обсерваторията JUNO в Китай представи първите си научни резултати. Детекторът измерва осцилациите на неутрино с безпрецедентна прецизност и търси произхода на материята.
Подземната обсерватория за неутрино в китайския град Цзянмън (JUNO) представи първите си значими научни резултати. Тези данни включват най-точните измервания на два специфични аспекта на елементарните частици до момента. Мащабният международен проект цели да разкрие мистериите на субатомните частици. Те преминават безпрепятствено през всяка материя във Вселената.
Учените публикуваха подробности за своите открития в престижното списание „Нейчър“. Проектът JUNO официално стартира събирането на данни на 26 август 2025 година. Първите резултати показват, че огромният детектор работи според или дори над проектните очаквания. Това потвърждава изправността на сложната апаратура и прецизността на извършените анализи.
„Неутрино са основни частици и се намират в цялата Вселена, но остават сред най-малко разгаданите“, каза Ифан Ван от Института по физика на високите енергии към Китайската академия на науките в Пекин и говорител на проекта.
Неутриното рядко взаимодейства с материята. Трилиони такива частици преминават през човешкото тяло всяка секунда без никаква следа. Те се формират в ядрото на Слънцето или при мощни експлозии на звезди. Частиците съществуват в три типа, наречени „аромати“. Те постоянно се променят от един в друг чрез процес, известен като осцилация.
Основната научна цел на JUNO е да определи йерархията на масите на неутрино. Учените искат да разберат кое енергийно състояние е най-леко и кое е най-тежко. Тези изследвания са свързани и с други мащабни инициативи в региона. Например Китай изгражда първата квантова мрежа за търсене на тъмна материя.
„Ние знаем, че неутрино има маса, но все още не знаем кое състояние е най-лекото и кое е най-тежкото“, допълни китайският учен. „Този първи резултат все още не определя йерархията на масите. Неговата истинска стойност е в това, че той потвърждава изправността на детектора и доказва точността на анализите с реални данни“, каза още Ифан Ван.
Сърцето на обсерваторията е 20 000-тонен течен сцинтилационен детектор. Той е разположен в центъра на воден басейн с дълбочина 44 метра. Носещата конструкция е изработена от неръждаема стомана. Тя поддържа акрилна сфера със сцинтилатор и фотоумножителни тръби. Детекторът регистрира антинейтрино от атомните електроцентрали Тайшън и Янцзян, разположени на 53 километра.
JUNO е плод на мащабно международно сътрудничество. В проекта участват над 700 учени от над 70 института в 17 държави. Работата по съоръжението започна през 2015 година. Проектът беше предложен за първи път още през 2008 година. Подобни мащабни проекти често се сравняват с работата в Европа, където наскоро учени от ЦЕРН постигнаха нов пробив с откриването на рядка тежка частица.
Обсерваторията ще служи като платформа за изследване на слънчеви, атмосферни и геоложки неутрино. Учените вярват, че тези частици са ключът към произхода на материята във Вселената. Те могат да обяснят разпространението на материята спрямо антиматерията и природата на тъмната материя. JUNO има потенциал да изследва стерилни неутрино и разпад на протона.
