Изучение нейтрино и поиск тёмной материи стали ареной новой международной гонки, в которую Китай вступил без труда, соперничая с США. Пока Штаты только начинают разворачивать проект DUNE, Китай уже завершил строительство крупнейшего в мире детектора нейтрино JUNO, который спрятан на глубине 700 метров под холмами на юге страны. Строительство началось в 2015 году, а полноценный запуск объекта планируют на 2025 год.
Китайские СМИ сообщили о завершении работ над акриловой сферой детектора диаметром 35,4 метра, что делает камеру высотой с двенадцатиэтажное здание. Внутрь этой сферы будет залито 20 тысяч тонн специальной жидкости, которая засветится при контакте с нейтрино, проходящими через детектор. Светочувствительные сенсоры, расположенные на сфере, зафиксируют траекторию и энергию пойманного нейтрино. Такие события будут происходить довольно редко, ведь хотя через каждый квадратный сантиметр Земли ежесекундно проходят миллиарды нейтрино, взаимодействие их с веществом крайне маловероятно. Для того чтобы поймать хотя бы половину нейтрино, нужна стена из свинца толщиной в световой год!
JUNO будет каждый день фиксировать около 40 нейтрино, исходящих от ближайших атомных реакторов, которые расположены так, чтобы детектор мог улавливать реакторные антинейтрино. Также детектор уловит несколько атмосферных нейтрино (которые образуются при столкновении космических частиц с молекулами воздуха), одно геонейтрино (из недр Земли), и тысячи солнечных нейтрино. За 6 лет работы учёные рассчитывают поймать около 100 тысяч нейтрино, что позволит значительно продвинуться в их изучении.
Когда-то нейтрино считались частицами без массы. Их так много во Вселенной, что после фотонов они на втором месте по численности. Но затем выяснилось, что нейтрино имеют массу и могут осциллировать — то есть превращаться друг в друга по мере движения. Эти три типа нейтрино обладают разными массами и переходят друг в друга благодаря фазовым сдвигам. Когда фазы совпадают, получается мюонное нейтрино, когда противофазы — электронное, а в остальных случаях — обычное. Эксперименты JUNO в Китае и DUNE в США должны помочь лучше понять, как эти три типа нейтрино соотносятся друг с другом по массе.
Читать TechDigest в Google
