Крупнейший в мире детектор нейтрино, Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO) в Китае, опубликовала свои первые результаты, достигнув самых точных измерений свойств нейтрино на сегодняшний день. Всего за 59 дней работы JUNO превзошла полвека предыдущих исследований, сузив ключевые параметры, определяющие эти неуловимые частицы, с беспрецедентной точностью.
Призрачная природа нейтрино
Нейтрино чрезвычайно трудно изучать; триллионы проходят сквозь человеческое тело каждую секунду, не взаимодействуя. Эти «призрачные частицы» обладают ничтожной массой и редко оставляют след при прохождении через детекторы, что делает их одними из самых трудных для наблюдения субатомных объектов. Тем не менее, физики проявляют к ним огромный интерес, поскольку они содержат ключи к физике за пределами Стандартной модели, нашего современного наилучшего описания строительных блоков Вселенной.
Нейтринные осцилляции: трещина в Стандартной модели
Стандартная модель предсказывала, что нейтрино не имеют массы, но эксперименты доказали обратное. Нейтрино осциллируют между тремя «ароматами» — электронным, мюонным и тау — постоянно меняя свою идентичность во время движения. Это явление осцилляции, подтвержденное Нобелевской премией по физике в 2015 году, раскрывает свойство, не учтенное Стандартной моделью.
«Нейтрино — единственная частица, для которой существует свойство, которое Стандартная модель не предсказывает», — говорит Джоаккино Рануччи, заместитель руководителя JUNO. «Таким образом, нейтрино — единственный портал к физике за пределами Стандартной модели».
JUNO: Массивный скачок в обнаружении
JUNO работает глубоко под землей, где земная кора защищает ее от мешающих частиц. Сам детектор представляет собой сферу диаметром 35 метров, заполненную 20 000 тоннами жидкого сцинтиллятора, предназначенного для вспышки при взаимодействии с нейтрино. Датчики вокруг резервуара определяют эти вспышки, позволяя физикам анализировать неуловимые частицы. Масштаб JUNO выделяет его; он содержит в 20 раз больше сцинтиллятора, чем любой предыдущий эксперимент, что значительно повышает его чувствительность.
Что дальше? Поиски новой физики
Первоначальные результаты JUNO подтверждают ее возможности и указывают на потенциал для прорывных открытий. Исследователи намерены еще больше уточнить измерения параметров нейтринных осцилляций и в конечном итоге решить давние загадки в физике. К ним относится упорядочивание состояний массы нейтрино, что потенциально может объяснить дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной.
Точность, предоставляемая JUNO, может переопределить наше понимание фундаментальной физики. По мере того как исследователи собирают больше данных, эти призрачные частицы, наконец, могут раскрыть секреты, скрытые за пределами Стандартной модели, обострив наше представление о Вселенной.
