Chiński detektor neutrin dostarczył pierwszych wyników

Wybudowany w Chinach detektor neutrin JUNO dostarczył pierwszych rezultatów w dwa miesiące po otwarciu obserwatorium – poinformowała Chińska Akademia Nauk.

Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), czyli Podziemne Obserwatorium Neutrin w Jiangmen, to projekt zawiązany w 2014 roku, z początkiem budowy w 2015 roku. Budowa została ukończona 26 sierpnia 2025 r. i wtedy rozpoczęto pierwsze eksperymenty.

Wyniki zaprezentował prof. Wen Liangjian, koordynator analiz fizycznych w projekcie JUNO. Analizy obejmują dane zebrane w ciągu 59 dni, od 26 sierpnia do 2 listopada 2025 roku. Detektor JUNO zmierzył parametry oscylacji neutrin słonecznych z dokładnością od 1,5 do 1,8 razy lepszą, niż czyniły to wcześniejsze eksperymenty.

Zjawisko oscylacji neutrin jest wytłumaczeniem zbyt małej liczby neutrin pochodzących ze Słońca, gdy je obserwujemy na Ziemi w stosunku do przewidywań teoretycznych (oscylacje cząstek występują w mechanice kwantowej także w innych przypadkach). Zaobserwowanie dawniej tego zjawiska było dowodem na to, że neutrina mają masę.

Przewidywany czas pracy JUNO to 30 lat. Detektor może być modernizowany, aby stać się jednym z najbardziej czułych na świecie detektorów dla pomiarów podwójnego bezneutrinowego rozpadu beta, co pozwoli na zbadanie absolutnej skali masy neutrin oraz sprawdzenie czy neutrina są cząstkami Majorany (hipotetyczne cząstki elementarne, których nazwa wywodzi się od nazwiska naukowca, który zaproponował ich istnienie w ramach teorii kwantowej w 1937 roku).

Neutrina to cząstki należące do podstawowych w modelu standardowym. Nazwa wywodzi się od zdrobnienia od nazwy „neutron”, zaproponował ją Enrico Fermi. Istnienie neutrin zaproponowano w latach 30. ubiegłego wieku, a eksperymentalnie potwierdzono w 1956 roku. Neutrina nie oddziałują przy pomocy oddziaływań silnych i elektromagnetycznych, a jedynie przy pomocy oddziaływań słabych i grawitacyjnych. Są niezwykle przenikliwe, mogą bez problemu przelecieć przez całą Ziemię.

Neutrina mogą być wychwytywane przez jądro atomowe, co inicjuje jego rozpad. Zjawisko to wykorzystuje się do wykrywania neutrin w specjalnych detektorach, obserwując powstałe w jego wyniku promieniowanie. Jednym ze źródeł neutrin jest Słońce, są emitowane także w reaktorach jądrowych.

Projekt JUNO to współpraca międzynarodowa, którą kieruje chiński Instytutu Fizyki Wysokich Energii. W projekcie uczestniczy 700 naukowców z 75 instytucji.

Wyniki badań przesłano do „Chinese Physics C” oraz zamieszczono w arXiv, ogłoszono je także podczas konferencji prasowej Instytutu Fizyki Wysokich Energii (ang. Institute of High Energy Physics, IHEP) oraz Chińskiej Akademii Nauk w Jiangmen w południowych Chinach.

PAP