Китай запустил крупнейший в мире детектор призрачных частиц нейтрино

Китайская подземная обсерватория нейтрино JUNO официально начала сбор данных 26 августа, завершив десятилетний период строительства. Гигантский сферический детектор стал последним словом в охоте за неуловимыми "частицами-призраками", которые ставят физиков в тупик своими квантовыми свойствами.

Обсерватория расположена на глубине 700 метров под землей в провинции Гуандун и регистрирует сигналы антинейтрино от двух атомных электростанций, находящихся в 53 километрах от детектора. Центральная сфера содержит 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора, который вспыхивает при прохождении антинейтрино. Кроме того детектор окружен 44-метровым бассейном с водой, стены которого покрыты фотоумножительными трубками, улавливающими эти вспышки и преобразующими их в анализируемые сигналы.

Нейтрино относятся к самым загадочным частицам во Вселенной – каждую секунду триллионы этих призрачных частиц пронизывают человеческое тело, практически не взаимодействуя с материей. Их обнаружение требует колоссальных усилий и сложнейшего оборудования.

Особую сложность представляет природа нейтрино. Ученые знают о существовании трех типов этих частиц – электронных, мюонных и тау-нейтрино. Частицы постоянно осциллируют, превращаясь из одного типа в другой во время движения. Также известны три различные массы нейтрино, обозначенные как масса 1, масса 2 и масса 3.

Загвоздка в том, что физики до сих пор не понимают, какой именно тип нейтрино соответствует какой массе. Квантовая механика диктует, что каждый тип нейтрино представляет комбинацию различных массовых состояний, а не простое соответствие "один к одному". Как раз определение точного порядка нейтринных масс стало одной из главных целей JUNO.

Первые успехи и перспективы

Еще до официального запуска детектор продемонстрировал впечатляющие результаты, зарегистрировав сигнал антинейтрино 24 августа. Также было заявлено, что ключевые показатели производительности соответствуют или превышают проектные ожидания.

Экстремальная чувствительность обсерватории открывает возможности для исследования смежных областей физики элементарных частиц. Ученые планируют искать стерильные нейтрино – гипотетические частицы, которые могут объяснить природу темной материи. Также JUNO сможет исследовать распады протонов, что поможет проверить теории великого объединения.

Китайские ученые воссоздали сверхтвердые алмазы из космоса

Китайский робопес настолько крепкий, что может пробивать стекла и выдерживать 100 килограмм веса

Обсерватория рассчитана на 30 лет непрерывной работы, в течение которых планируются модернизации для повышения чувствительности. Учитывая масштаб и возможности JUNO, научное сообщество ожидает крупных открытий в понимании фундаментальных законов природы.