Нейтрино: как скрытые частицы могут изменить наше понимание космоса
В горах Кайпина, что в Китае, завершается амбициозный проект по строительству уникального детектора, способного обнаруживать загадочные нейтрино. Эти невидимые частицы, как призраки, проносятся сквозь нас триллионами каждую секунду, оставляя учёных в недоумении уже почти целый век.
Что такое нейтрино и почему они важны
Нейтрино возникли в момент Большого взрыва и продолжают образовываться в недрах звезд, таких как Солнце, а также в результате столкновений частиц в ускорителях. Несмотря на то, что они проникают повсюду, нейтрино остаются одними из наименее исследованных явлений Вселенной.
"Нейтрино это удивительная загадка нашего мира. Поэтому изучение этих частиц так важно", отмечает Цао Цзюнь, руководитель проекта JUNO.
Ученые наблюдают за поведением нейтрино, фиксируя их взаимодействия с другими частицами. Такие столкновения позволяют вызвать вспышки света, которые можно зарегистрировать при помощи специализированного оборудования.
Гигантский детектор для микроскопических частиц
Строящийся в Китае детектор находится на глубине 700 метров и защищён от радиации и космических лучей, что минимизирует помехи. Затраты на проект составляют 300 миллионов долларов, а его возведение длилось целых девять лет. Этот детектор будет заполнен специальной жидкостью, которая генерирует свет при контакте с нейтрино, а его окружает очищенная вода.
JUNO будет сосредоточен на изучении антинейтрино, возникающих на близлежащих атомных станциях. Это откроет новые горизонты для понимания трансформаций нейтрино и поможет выяснить, какие из них обладают большей массой.
"Это действительно амбициозная задача", говорит физик из Университета Дьюка, Кейт Шольберг.
Глобальная гонка за открытиями
Планируется, что детектор начнёт работать в следующем году, однако ждать окончательных результатов придётся несколько лет. Одновременно ведётся строительство двух других установок: Hyper-Kamiokande в Японии и Deep Underground Neutrino Experiment в США. Эти детекторы должны будут начать своё функционирование к 2031 году, чтобы подтвердить выводы китайских исследователей.
Изучение нейтрино может ответить на ключевые вопросы космологии, например, о том, почему материя преобладает во Вселенной, а антиматерия почти исчезла. Ученые предполагают, что нейтрино могут стать разгадкой этого важного дисбаланса.
"Они одна из частей головоломки, способной пролить свет на то, как всё начиналось", добавляет Шольберг.