Подкрепям Портал 12!
Портал 12 е алтернативна медия. Подкрепете ни за повече материали, видео и лекции!
Виж повече
Неутрино е елементарна частица без електричен заряд, с изключително малка маса, която взаимодейства изключително слабо с материята (чрез слабото ядрено взаимодействие и гравитацията). Съществува в три „вида“ (електронно, мюонно и тау), които могат да се превръщат едно в друго – явление, наречено осцилации. През тялото ни преминават трилиони неутрино всяка секунда, без да ги усещаме. Масите и осцилациите на неутриното са ключ към асиметрията материя–антиматерия и към космическата еволюция (масите на неутриното потискат образуването на дребномащабни структури).Неутрино се раждат в термоядрените процеси в Слънцето и звездите, в атмосферата от космически лъчи, при свръхнови, при радиоактивни разпади и в ядрени реактори; улавянето им изисква огромни, свръхчисти детектори дълбоко под земята.
Неутрино пренася информация от най-недостъпните места във Вселената – слънчевото ядро, недрата на свръхнови, дори вътрешността на Земята.
Дзянмън, пров. Гуандун, 26 август — Обсерваторията JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) успешно завърши пълненето на своя 20 000-тонен течен сцинтилатор и започна събиране на данни на 26 август. След повече от десет години подготовка и строеж JUNO е първият представител на ново поколение много големи неутринни експерименти, достигнал този етап. Първите пробни измервания показват, че ключовите показатели покриват или надминават проектните цели, което отваря пътя към решаването на един от големите въпроси на десетилетието: подреждането на масите на неутриното (дали третото масово състояние ν₃ е по-тежко от второто ν₂).
„Завършването на пълненето и началото на събирането на данни е исторически етап. За първи път имаме работещ детектор с такава скала и прецизност, посветен на неутриното“, коментира проф. Ифан Уан от Института по физика на високите енергии (IHEP) към Китайската академия на науките, говорител на JUNO.
Какво представлява установката?
JUNO се намира на 700 метра под земята близо до град Дзянмън в провинция Гуандун. Детекторът регистрира антиневтрино от ядрените централи Тайшан и Янцзян, разположени на 53 км, и измерва техния енергиен спектър с рекордна точност. Методът на JUNO за определяне на масовото подреждане е независим от ефектите на материята в Земята и е до голяма степен свободен от параметрични двусмислия.
Сърцето на експеримента е акрилна сфера с диаметър 35,4 м, поставена в 44-метров воден басейн и носена от стоманена решетка с диаметър 41,1 м. На нея са монтирани 20 000 фотомножителя (20-инчови) и 25 600 фотомножителя (3-инчови), както и фронтова електроника, кабели, анти-магнитни компенсационни бобини и оптични панели. Всички фотомножители работят едновременно, за да уловят сцинтилаторната светлина от взаимодействията на неутриното и да я превърнат в електрически сигнали.
„Изграждането на JUNO изискваше нови идеи и технологии, години планиране, изпитания и постоянство. Строгите изисквания за чистота, стабилност и безопасност бяха постигнати благодарение на стотици инженери и техници“, подчерта проф. Ма Сяоян, главен инженер на JUNO.
От идея до първи данни
Проектът е предложен през 2008 г. и одобрен през 2013 г. Строителството под земята започва 2015 г., монтажът на детектора – декември 2021 г., завършен през декември 2024 г. Следва поетапно пускане: в рамките на 45 дни са налети 60 000 тона ултрачиста вода при контрол на нивата в рамките на сантиметри и неопределеност на дебита под 0,5%; в следващите шест месеца в акрилната сфера са добавени 20 000 тона течен сцинтилатор, като водата постепенно е изместена. Паралелно тече дебъг, въвеждане в експлоатация и оптимизация, довели до безпроблемен преход към пълни операции.
Научните цели и хоризонти
JUNO е проектиран да постигне подобрения от порядък в точността на няколко параметъра на неутринните осцилации. Освен масовото подреждане, експериментът ще изследва неутрино от Слънцето, свръхнови, атмосферата и Земята, и ще отвори нови прозорци към непозната физика – включително търсене на стерилни неутрино и разпад на протона.
Консорциумът се ръководи от IHEP и включва над 700 изследователи от 74 институции в 17 държави и региони. „Постижението е резултат и от плодотворно международно сътрудничество – общността на течните сцинтилатори изведе технологията до крайния ѝ предел“, отбелязва проф. Джоакино Ранучи, зам.-говорител на JUNO (Университет Милано и INFN-Милано).
Експериментът е замислен за научен живот до 30 години с реалистична възможност за надграждане към световно водещо търсене на безнеутринов двоен бета-разпад. Такъв ъпгрейд би позволил сондиране на абсолютната маса на неутриното и тест дали неутриното е частица на Майорана – въпроси с дълбоко значение за частицевата физика, астрофизиката и космологията.
Източник: Chinese Academy of Sciences Headquarters.
