Стартовал самый большой в мире нейтринный детектор JUNO

В августе в южно-китайской провинции Гуандун введён в эксплуатацию крупнейший и самый точный в мире нейтринный детектор — Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO). Установленный на глубине 700 метров под земной поверхностью, он создан для исследования нейтрино — чрезвычайно лёгких частиц, практически не взаимодействующих с веществом.

В центре комплекса расположен акриловый купол диаметром 35,4 метра, заполненный 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора — вещества, испускающего свет при реакциях с нейтрино. По периметру купола смонтированы свыше 43 000 фотомножителей, способных регистрировать даже единичные фотоны и обеспечивать беспрецедентную точность оценки энергии приходящих частиц.

Источник: Yuexiang Liu / Institute of High Energy Physics

JUNO возведён в непосредственной близости от двух крупнейших китайских АЭС — Янцзян и Тайшань, каждая из которых удалена примерно на 53 километра от детектора. Эти станции выступают мощными источниками искусственных антинейтрино, анализ которых и составляет одну из ключевых задач опытов. Кроме того, установка регистрирует нейтрино, поступающие от Солнца, из верхних слоёв атмосферы и от взрывов сверхновых.

Главная цель JUNO — установить иерархию масс трёх видов нейтрино (электронного, мюонного и тау-нейтрино) и измерить их параметры осцилляций с точностью лучше 1 %. Решение этой задачи считается одной из главных нерешённых проблем физики элементарных частиц и позволит уточнить Стандартную модель, углубив понимание фундаментальных процессов Вселенной.

Фото: JUNO Collaboration

Дополнительно JUNO рассчитан на поиск «стерильных» нейтрино — гипотетических частиц, не взаимодействующих с обычным веществом, — а также на регистрацию редких процессов, таких как распад протона.

В проекте участвуют около 700 учёных из 74 институтов 17 стран. Строительство длилось более десяти лет, и к декабрю 2024 года завершились заливка высокоочищенного сцинтиллятора и заполнение бассейнов водой. Ранние испытания подтвердили, что параметры работы установки соответствуют или даже превышают проектные спецификации.

Фото: JUNO Collaboration

Ведущий инженер проекта Ма Сяоян подчёркивает, что благодаря скрупулёзной подготовке и внедрению инновационных решений удалось создать надёжный инструмент с непревзойдённой чувствительностью к нейтрино.

Полученные результаты помогут космологам, астрофизикам и геофизикам проследить влияние нейтрино на расширение Вселенной, механизмы синтеза химических элементов и процессы в недрах Земли. Это открывает новую страницу в исследовании фундаментальных частиц и позволит усовершенствовать модели Солнечной системы и Вселенной в целом.

Источник: iXBT