700 метров под землей. В Китае заработал крупнейший в мире детектор нейтрино

Этот уникальный комплекс, расположенный на глубине 700 метров под землей между двумя атомными электростанциями Янцзян и Тайшань, создан для того, чтобы раскрыть тайны одних из самых загадочных частиц Стандартной модели. Каждую секунду через тело человека проходят около 400 триллионов солнечных нейтрино, но они почти не взаимодействуют с обычным веществом, что делает их изучение чрезвычайно сложным.

JUNO рассчитана на регистрацию 40−60 нейтрино в сутки в течение следующих десяти лет. Ее уникальность заключается не только в размерах, но и в многоуровневой защите. Большинство посторонних частиц, например мюонов, блокирует толща земной коры, а дополнительный «Top Tracker» над резервуаром диаметром 44 метра со сверхчистой водой отслеживает случайные частицы, которые могут искажать данные. Внутри сферы с жидким сцинтиллятором расположено 43 212 сверхчувствительных фотодетекторов, способных регистрировать даже отдельные фотоны. Комбинируя их сигналы, ученые планируют выявлять свойства нейтрино и уточнять различия между тремя их типами — электронными, мюонными и тау-нейтрино.

Одна из главных задач обсерватории — выяснить иерархию масс этих частиц, то есть определить, какая из них самая тяжелая, а какая — самая легкая. Кроме того, ученые стремятся измерить частоту осцилляций — переходов нейтрино из одного типа в другой. Такие данные могут иметь колоссальное значение для космологии, астрофизики и даже геологии: от понимания расширения Вселенной после Большого взрыва и механизмов взрыва сверхновых до изучения радиоактивных процессов в недрах Земли.

Проект JUNO — совместная работа 74 научных институтов и 700 исследователей под руководством Института физики высоких энергий Китайской академии наук. Он рассчитан как минимум на десятилетний цикл сбора данных, которые, как ожидается, помогут пролить свет на фундаментальные свойства этих неуловимых частиц и расширят границы современной науки.