Podziemne Obserwatorium Neutrino Jiangmeng (JUNO), masywny detektor znajdujący się 700 metrów pod ziemią w południowych Chinach, już po 59 dniach działania dostarczyło wiodących na świecie pomiarów zachowania neutrin. Obserwatorium zaprojektowane w celu rozwiązywania podstawowych tajemnic tych nieuchwytnych cząstek przekracza oczekiwania.
Cel: odkrycie tajemnic neutrin
Codziennie przez Ziemię i nasze ciała przechodzą biliony neutrin, pochodzących ze Słońca, przestrzeni kosmicznej, a nawet reaktorów jądrowych. Pomimo ich obfitości badanie neutrin zawsze było niezwykle trudne. JUNO stara się określić kolejność mas neutrin : czy rosną one w sposób przewidywalny („normalny porządek mas”), czy też w odwrotnej kolejności.
Dlaczego to jest ważne: Neutrina, pomimo niewielkiej masy, są tak liczne, że mogą znacząco wpływać na rozkład materii we Wszechświecie. Odpowiedź na pytanie o porządek ich mas może rzucić światło na kosmologiczne tajemnice i doprowadzić do nowych odkryć w fizyce.
Pierwsze sukcesy JUNO
Obserwatorium ustanowiło już nowe rekordy dokładności dwóch kluczowych parametrów oscylacji neutrin. Parametry te odzwierciedlają różnice w masach neutrin, a pomiary JUNO są obecnie najdokładniejsze na świecie.
Detektor działa na zasadzie obserwacji antyneutrin elektronowych wytwarzanych przez pobliskie elektrownie jądrowe. Kiedy cząstki te zderzają się z protonami wewnątrz detektora, powodują błyski światła, które następnie są przekształcane na sygnały elektryczne. Proces ten pozwala fizykom analizować zachowanie neutrin z niespotykaną dotąd szczegółowością.
„Po raz pierwszy uruchamiamy instrument naukowy taki jak JUNO, nad którym pracujemy od ponad dziesięciu lat” – mówi Juan Pedro Ochoa-Rico, fizyk, który jest współliderem zespołu JUNO. „Niezwykle ekscytujące jest także to, że jesteśmy już w stanie uzyskać za jego pomocą czołowe na świecie pomiary, nawet przy tak małej ilości danych”.
Co dalej?
Chociaż te wstępne wyniki są zachęcające, fizycy miną lata ciągłego gromadzenia danych, aby ostatecznie rozwiązać zagadkę kolejności mas neutrin. Detektor sferyczny JUNO, wielkości mniej więcej trzynastopiętrowego akwarium, jest wyposażony tak, aby skutecznie zbierać te dane.
Szybki sukces obserwatorium pokazuje siłę jego najnowocześniejszego instrumentarium i potwierdza, że JUNO stanie się w nadchodzących latach centralnym ośrodkiem badań nad neutrinami.
Wczesne osiągnięcia JUNO pokazują, że nawet krótkotrwałe działanie może przynieść przełomowe wyniki w fizyce podstawowej, podkreślając znaczenie ciągłych inwestycji w projekty naukowe na dużą skalę.
