INFN: Нейтринный эксперимент JUNO дебютировал с чрезвычайно высокой точностью
На сайте Национального института ядерной физики Италии (INFN) опубликована статья, посвященная первым экспериментальным результатам, полученным на детекторе нейтрино коллаборации JUNO.
Всего через два месяца после завершения строительства детектор нейтрино нового поколения JUNO на юго-востоке Китая уже достиг необычайной точности, определив некоторые фундаментальные параметры солнечных нейтринных осцилляций с беспрецедентной точностью. Результаты, представленные в журнале Chinese Physics C, доступны в arXiv.
После более чем десяти лет проектирования и строительства международной коллаборацией, JUNO стал первым крупномасштабным высокоточным детектором нейтрино, введенным в эксплуатацию, и всего за 59 дней сбора данных, с 26 августа по 2 ноября 2025 года, он уже оправдал ожидания проекта. Измерение параметров осцилляций солнечных нейтрино, известных как θ12 и Δm221, на самом деле в 1,6 и 1,8 раза точнее по сравнению с результатами, полученными в результате комбинированного анализа всех предыдущих измерений в этом секторе.
Эти параметры, первоначально определенные с использованием данных по солнечным нейтрино, также могут быть измерены с высокой точностью с помощью реакторных антинейтрино, как это сделал JUNO ранее. В прошлом результаты, полученные отдельно двумя методами, показывали небольшое расхождение в 1,5 сигма: «напряжение», которое может указывать на наличие новой физики. Недавно проведенное JUNO измерение с антинейтрино подтверждает это напряжение, которое эксперимент сможет окончательно проверить, когда также проведет измерение солнечных нейтрино из 8B.
Детектор коллаборации JUNO
JUNO — это проект с высокой степенью интернационализации, управляемый в Китае Институтом IHEP, с которым INFN связывает давняя традиция сотрудничества. В проекте участвуют более 700 исследователей из 75 учреждений в 17 странах и регионах. INFN принимает участие через подразделения в Катании, Ферраре, Милане, Милане-Бикокке, Падуе, Перудже, Риме-Тре, а также через Национальные лаборатории Фраскати.
Эксперимент JUNO был предложен в 2008 году и одобрен Китайской академией наук в 2013 году. Строительство подземной лаборатории началось в 2015 году, а установка детектора, начавшаяся в декабре 2021 года, была завершена в декабре 2024 года, сразу после чего он был заполнен сначала сверхчистой водой, а затем жидким сцинтиллятором.
Сердцем эксперимента является акриловый сосуд диаметром 35,4 м, содержащий 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора, расположенный в центре 44-метрового бассейна с водой внутри подземного экспериментального зала. Акриловый корпус поддерживается решетчатой оболочкой из нержавеющей стали диаметром 41,1 метра, в которой также размещены 20 000 20-дюймовых фотоумножителей (ФУ), 25 600 3-дюймовых ФУ, а также остальное оборудование, включая фронтальную электронику, кабели, катушки для компенсации магнитного поля Земли и светоразделительные панели. Все ФУ работают одновременно, улавливая сцинтилляционный свет, образующийся в результате взаимодействия нейтрино внутри сцинтиллятора, и преобразуя его в электрические сигналы.
Схема эксперимента JUNO
Благодаря своей исключительной чувствительности, JUNO позволит определить иерархию масс нейтрино и измерить параметры осцилляций с точностью менее 1%. Он также будет изучать солнечные, атмосферные, сверхновые и геонейтрино, а также искать явления за пределами Стандартной модели. Рассчитанный на научный срок около 30 лет, эксперимент может быть модернизирован для исследования безнейтринного двойного бета-распада, абсолютной шкалы масс нейтрино и проверки того, являются ли нейтрино частицами майорановского типа.