Глубоко под землей в Китае запустили установку для разгадки тайн Вселенной
Глубоко под землей, в провинции Гуандун на юге Китая, начала работу уникальная обсерватория, предназначенная для изучения загадочных элементарных частиц — нейтрино. Крупнейший в мире детектор нейтрино под названием Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) официально приступил к работе после завершения заполнения его гигантской сферы жидким сцинтиллятором. Соответствующее заявление распространила Китайская академия наук.
Запуск обсерватории знаменует собой кульминацию более чем десятилетнего периода, в течение которого велось строительство подземного комплекса на глубине 700 метров и проводилась вся подготовительная работа. Первые испытания установки уже показывают, что ее работа соответствует или даже превосходит ожидания физиков. Сердцем обсерватории является огромный 20-тонный детектор, представляющий собой 35,4-метровую акриловую сферу, заполненную специальной жидкостью. Эта сфера помещена в глубокий бассейн с водой и удерживается сложной конструкцией из нержавеющей стали.
Задача детектора — улавливать антинейтрино, испускаемые атомными электростанциями Тайшань и Янцзян, которые расположены на расстоянии более 50 километров. Нейтрино, часто называемые «призрачными частицами», крайне слабо взаимодействуют с веществом, что делает их обнаружение чрезвычайно сложной задачей. JUNO обладает беспрецедентно высокой точностью измерений, которая превосходит возможности всех существующих на сегодняшний день установок подобного рода. Благодаря своей уникальной конструкции обсерватория также сможет изучать нейтрино солнечного и атмосферного происхождения, а также частицы, приходящие из далеких космических глубин, например, от вспышек сверхновых.
Ученые возлагают на проект большие надежды в разрешении фундаментальных вопросов физики. Ожидается, что данные с JUNO помогут точно определить массу нейтрино и подтвердить существование третьего массового состояния, которое может быть тяжелее уже известного второго. Кроме того, обсерватория расширит поиски таких гипотетических явлений, как стерильные нейтрино и распад протона.
Профессор Ифан Ван, представитель коллаборации JUNO, назвал завершение заполнения детектора и начало сбора данных историческим рубежом. По его словам, впервые в мире введен в строй детектор такого масштаба и точности, целиком посвященный изучению нейтрино, который позволит ответить на фундаментальные вопросы о природе материи и Вселенной. Строительство установки, как отметил главный инженер проекта профессор Сяоянь, было сопряжено с огромными трудностями и потребовало не только новых идей и технологий, но и многих лет тщательного планирования, испытаний и настойчивости. Теперь, когда обсерватория функционирует, она готова коренным образом изменить представления о нейтрино и связанных с ними явлениях.
В перспективе миссия JUNO может привести к ответам на давние вопросы, например, являются ли нейтрино майорановскими частицами, то есть своими собственными античастицами. Подобное открытие способно разрешить крупные загадки не только в физике частиц, но и в астрофизике и космологии, предложив глубокие прозрения, которые могут переформатировать наши представления о Вселенной.