Охота на частицы-призраки. Подземный супердетектор JUNO опубликовал первые результаты
В среду масштабный подземный детектор, созданный для исследования самых загадочных объектов во Вселенной — так называемых частиц-призраков, — обнародовал свои первые важные научные результаты.
Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO), расположенная в Китае, начала активный сбор данных в августе с целью детального изучения нейтрино.
Эти чрезвычайно мелкие космические частицы возникли еще во времена Большого взрыва. Они являются повсеместной частью нашего пространства, и каждую секунду триллионы из них абсолютно безвредно проходят сквозь тела людей. Поскольку нейтрино практически не имеют массы, их невероятно трудно обнаружить и зафиксировать с помощью обычных приборов.
Команда проекта JUNO представила предварительные результаты, полученные за два месяца непрерывной работы. Обнародованные данные содержат одни из самых точных на сегодняшний день измерений того, как именно нейтрино меняют свой тип во время движения в космическом пространстве. Физик Кейт Шолберг из Университета Дьюка, которая лично не участвовала в этом исследовании, отметила, что такие успехи дают большую надежду на получение еще более захватывающих открытий в ближайшем будущем.
Сферический детектор обсерватории JUNO установлен в специальной шахте на глубине 700 метров под землей. Его главная задача — исследование антинейтрино, которые образуются в результате ядерных реакций на двух соседних атомных электростанциях. Антинейтрино являются зеркальными двойниками нейтрино, и их изучение помогает ученым понять фундаментальные принципы поведения обоих типов частиц. Когда антинейтрино сталкиваются с веществом внутри детектора, это вызывает микроскопическую вспышку света, которую фиксирует чувствительная аппаратура.
Исследователи надеются, что этот гигантский прибор в конце концов поможет разгадать давнюю тайну: какова точная масса каждого из трех известных типов нейтрино. Сейчас в научном мире считают, что два типа имеют примерно одинаковый вес, а третий является исключением. Однако ученые до сих пор не уверены, являются ли два типа тяжелыми, а один легким, или наоборот.
Хотя первые результаты работы обсерватории еще не дают окончательного ответа на этот вопрос, они четко демонстрируют колоссальный потенциал оборудования. По словам соавтора исследования и члена коллаборации JUNO Лянцзяня Вэня, детектор способен фиксировать даже самые тончайшие колебания, которые различают типы нейтрино и их массы. Подробные результаты этой научной работы уже опубликованы в престижном научном журнале Nature.
В ближайшее десятилетие к гонке по изучению частиц-призраков присоединятся еще два аналогичных проекта — японский Hyper-Kamiokande и американский Deep Underground Neutrino Experiment. Они будут собирать данные с помощью других технологических подходов, что позволит сопоставить и проверить результаты китайских коллег.