Китайский детектор приближается к разгадке тайны массы нейтрино

Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO) в провинции Гуандун (Китай) представила первые научные результаты. Проекту нового поколения потребовалось всего 59 дней сбора данных в конце прошлого года, чтобы зафиксировать детали превращения нейтрино с точностью, превосходящей показатели прошлых экспериментов, длившихся десятилетиями. Результаты работы опубликованы в журнале Nature, сообщает служба новостей издательства.

Нейтрино обладает столь малой массой, что Стандартная модель не может объяснить ее возникновени. Чтобы разгадать эту тайну, ученые исследуют нейтринные осцилляции — способность частиц менять свой «аромат» (тип) в полете.

Детектор JUNO представляет собой 35-метровую акриловую сферу, заполненную 20 000 тоннами жидкого сцинтиллятора (специальное органическое вещество, которое способно светиться при поглощении ионизирующего излучения или столкновении с элементарными частицами; проще говоря, это «световая ловушка» для радиации и неуловимых частиц вроде нейтрино).

Столкновение нейтрино с протонами порождает вспышки света, которые регистрируют 43 000 фотоэлектронных умножителей (ФЭУ). В этой работе исследователи изучали электронные нейтрино, излучаемые ядерным реактором на расстоянии более 53 километров.

Существует три «аромата» нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. Реакторы генерируют электронные нейтрино, часть которых по пути меняет свой тип. Измерив количество долетевших частиц и их энергию, ученые JUNO рассчитали два ключевых параметра осцилляций.

Точность расчетов оказалась в 1,6 раза выше, чем у прежних установок.

Пока до точного понимания массы нейтрино и жестких результатов далеко, но новые данные знаменуют собой продвижение вперед. Масса нейтрино может принимать одно из трех значений. Ранее выяснилось, что два значения близки друг к другу, а третье сильно от них отличается. Задача ученых — понять иерархию этих масс.

Инициатор проекта Ван Ифан из Института физики высоких энергий в Пекине отметил, что на создание уникальных ФЭУ ушло шесть лет, но именно они обеспечили беспрецедентную чувствительность детектора. Успешный старт JUNO дает обсерватории шанс определить порядок масс нейтрино раньше, чем это сделают конкурирующие строящиеся мегаустановки в США и Японии. Проект JUNO объединяет 750 участников из 17 стран, став крупнейшей международной коллаборацией в истории китайской науки.

Ван Ифан надеется, что этот успех откроет дорогу для строительства гигантского Кольцевого электрон-позитронного коллайдера.

В Китае заработал гигантский детектор нейтрино на глубине 700 метров под землей

С помощью холодных детекторов физики уточнили массу нейтрино

Ученые впервые составили карту нейтрино от звезд Млечного Пути

Физики опровергли одну из гипотез о четвертом «стерильном» нейтрино

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX