Най-големият в света детектор на неутрино започна работа в търсене на призрачните частици

Най-големият прозрачен сферичен детектор в света започна работа в Китай, което го прави първото в света действащо свръхголямо научно съоръжение, предназначено за изследване на призрачната частица неутрино с ултрависока прецизност, предаде Синхуа. 
След като приключи пълненето на своя 20 000-тонен течен сцинтилационен детектор, Подземната обсерватория за неутрино в Цзянмън (JUNO) в южната китайска провинция Гуандун започна да събира данни след повече от десетилетие на подготовка и изграждане.
Първоначалните данни, събрани по време на пробната експлоатация, показват, че ключовите показатели за ефективност отговарят на или надвишават очакванията. Този успех поставя JUNO в позиция да отговори през това десетилетие на един от основните въпроси във физиката на частиците: подреждането на масите на неутрино.
"Завършването на пълненето на детектора JUNO и започването на събирането на данни бележат исторически момент. За първи път пускаме в експлоатация детектор от такъв мащаб и прецизност, предназначен за неутрино. Детекторът ще ни позволи да отговорим на фундаментални въпроси за природата на материята и Вселената", каза Ван Ифан, говорител на JUNO и изследовател в Института по физика на високите енергии (IHEP) към Китайската академия на науките.
Тъй като частиците неутрино рядко взаимодействат с обикновената материя, те могат лесно да преминават през телата ни, сградите или дори цялата Земя, без да бъдат усетени, което им е спечелило названието "призрачни частици". Поради своята неуловима природа неутрино са най-слабо изучените фундаментални частици, за чието улавяне са необходими огромни детектори.
Когато преминават през детектора, има малка вероятност частиците неутрино да се сблъскат с водородните ядра в течността, предизвиквайки изключително слаби светкавици, които могат да бъдат засечени от околните фотоумножителни тръби и след това превърнати в електрически сигнали.
Разположен на 700 метра под земята, JUNO открива антинеутрино, произведени от атомните електроцентрали Янцзян и Тайшан, и двете на 53 километра разстояние, и измерва енергийния им спектър с рекордна прецизност. За разлика от други подходи, определянето на масата от JUNO е независимо от ефектите на материята в Земята и до голяма степен е свободно от дегенерации с други параметри на неутринните трептения.
JUNO ще позволи да се провеждат и авангардни изследвания на неутрино от Слънцето, свръхнови, атмосферата и Земята. Според IHEP, това ще открие нови възможности за изследване на неизвестни физични явления, включително търсене на стерилни неутрино и разпад на протони.
Предложен през 2008 г. и одобрен от Китайската академия на науките и провинция Гуандун през 2013 г., стартът на подземното строителство на JUNO беше даден през 2015 г. Инсталирането на детектора започна през декември 2021 г. и приключи през декември 2024 г., след което последва процедурата по пълненето му с ултрачиста вода и течен сцинтилатор.
"Изграждането на JUNO беше пътуване, изпълнено с изключителни предизвикателства. То изискваше не само нови идеи и технологии, но и години на внимателно планиране, тестване и постоянство", казва главният инженер на детектора Ма Сяоян.
JUNO се помещава в Института по физика на високите енергии и включва повече от 700 изследователи от 74 институции в 17 страни и региони. 
От института посочват, че детекторът е проектиран да има научен живот до 30 години. Той може да бъде модернизиран до водещо в света изследователско съоръжение, което проучва абсолютната маса на неутрино и тества дали неутрино са частици на Майорана - частици, които са идентични със своите античастици. JUNO ще отговори на фундаментални въпроси в областта на физиката на частиците, астрофизиката и космологията, задълбочавайки човешкото разбиране за Вселената.