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.
