Cząstki widma na celowniku. Rusza największy eksperyment świata
Po dziesięciu latach budowy swoją pracę oficjalnie rozpoczął właśnie największy na świecie detektor przeznaczony do badania neutrin. Obiekt znajduje się 700 metrów pod ziemią i ma jedno zadanie – rozszyfrować naturę najbardziej ulotnych cząstek we Wszechświecie.
JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) to gigantyczna sferyczna konstrukcja wypełniona 20 tys. ton cieczy scyntylacyjnej. Ta specjalna substancja zaczyna świecić, gdy tylko zarejestruje ślad po przelocie antyneutrina. Otaczają ją tysiące fotopowielaczy zanurzonych w 44-metrowym basenie wodnym. To właśnie one rejestrują te błyski i przekształcają je w dane naukowe. Cała instalacja otrzymuje sygnały z dwóch reaktorów jądrowych oddalonych o 53 km.
Tajemnicze neutrina i ich trzy smaki
Neutrina, zwane często cząstkami widma, to niemal pozbawione masy i ładunku cząstki, które praktycznie nie wchodzą w interakcje z materią. Każdego dnia biliony neutrin przelatują przez nasze ciała, a my tego nie zauważamy. Mimo że ich istnienie zostało potwierdzone, wciąż wiemy o nich zaskakująco niewiele.
Jednym z największych problemów fizyki cząstek jest ustalenie hierarchii mas neutrin. Wiadomo jedynie, że występują one w trzech tzw. smakach: elektronowym, mionowym i taonowym, a także w trzech stanach masowych. Niestety fizycy wciąż nie są pewni, która masa przypisana jest do którego smaku. JUNO ma dostarczyć danych, które pozwolą rozwikłać tę zagadkę.
Ambicje na dekady i przełomowe możliwości
Choć oficjalnie detektor ruszył dopiero 26 sierpnia, już dwa dni wcześniej zarejestrował pierwsze sygnały antyneutrin. Potwierdził tym samym, że jego czułość przekracza pierwotne założenia konstruktorów. Według zespołu projektowego JUNO to pierwszy na świecie detektor o takiej skali i precyzji, który jest przeznaczony wyłącznie do badań nad neutrinami.
Przeczytaj także:
Na tym jednak ambicje naukowców się nie kończą. W przyszłości JUNO może zostać wykorzystany także do poszukiwania tzw. neutrin sterylnych, a nawet do prób wykrycia rozpadu protonu, czyli hipotetycznego procesu, który może mieć istotne znaczenie dla teorii wielkiej unifikacji. Obecnie zakłada się, że eksperyment będzie prowadzony przez co najmniej 30 lat, z możliwością dalszych modernizacji.
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: JUNO Collaboration
