Источник изображений: Xinhua
Детектор JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) или «Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь» расположен на глубине 700 м в вырубленных в скале пещерах. Толща породы отсекает большинство частиц космического и земного происхождения, позволяя приборам фиксировать главным образом события, связанные с регистрацией нейтрино — для этих частиц невозможно создать надёжную преграду. Чтобы частица нейтрино столкнулась с атомом с вероятностью 50 %, нужна сплошная стена свинца толщиной в один световой год. Спасает то, что нейтрино — вторая по распространённости частица во Вселенной, поэтому слабое взаимодействие компенсируется их количеством: кто-то да попадётся.
Непосредственно детектор JUNO представляет собой акриловую сферу диаметром 35 м, погружённую в 40-метровый колодец. По периметру сферы установлены фотоумножители, а сама она заполнена жидкостью со сцинтилляционным эффектом — нейтрино при взаимодействии с ней вызывает серию превращений, сопровождающихся вспышкой света, которая фиксируется со всех сторон. Это позволяет восстановить трек частицы и рассчитать её энергию, а значит, и массу. Пока масса нейтрино измерена с недостаточной точностью, что осложняется тем фактом, что нейтрино осциллируют — буквально меняют свои свойства «на лету», переходя из одного состояния в другое.
Наполнение датчика JUNO сверхчистой водой началось в декабре 2024 года. Колодец и сфера вмещают десятки тысяч тонн жидкости. После заполнения объёма вода постепенно была вытеснена сцинтиллятором (обычно в таких установках используется жидкий аргон). Теперь все подготовительные работы завершены, и лаборатория приступила к научным исследованиям. Срок службы объекта оценивается как минимум в 30 лет. Строительство велось с 2015 по 2021 год. В подготовке проекта участвовали более 700 исследователей из 74 учреждений в 17 странах и регионах мира.
Ожидается, что детектор JUNO ежедневно будет фиксировать около 40 нейтрино от работающих неподалёку атомных реакторов АЭС (в Тайшане и Янцзяне, расположенных в 53 км от установки), несколько атмосферных нейтрино, одно геонейтрино и тысячи солнечных нейтрино. За шесть лет работы учёные рассчитывают зарегистрировать около 100 тыс. событий. Новейшие детекторы позволят уточнить распределение масс всех трёх типов нейтрино: мюонного, электронного и тау-нейтрино. Уточнение масс может открыть дорогу к «новой физике», поскольку нейтрино не вполне вписываются в Стандартную модель элементарных частиц. Насколько именно — покажет работа JUNO и других экспериментов. В частности, к концу десятилетия установки нового поколения появятся в США (DUNE) и Японии (Hyper-Kamiokande).
Источник: 3DNews
