Прогресс

В Китае создан крупнейший в мире детектор нейтрино

Изучение нейтрино, наряду с поиском темной материи, становится новым полем состязаний между передовыми державами.

Китай уверенно включился в гонку с Соединенными Штатами. Пока в США только начинают развертывание нового экспериментального комплекса DUNE, в Китае завершили строительство крупнейшего в мире детектора нейтрино JUNO, скрытого на глубине 700 метров под холмами на юге страны.

Новости СМИ2

Строительство объекта началось в 2015 году, и его планируют ввести в эксплуатацию в 2025 году.

Китайские СМИ сообщили о завершении создания сферического детектора из акрила, диаметр которого достигает 35,4 метра, а высота камеры сопоставима с двенадцатиэтажным зданием. В детектор будет залито 20 тысяч тонн жидкости, которая будет светиться при взаимодействии с проходящими через него нейтрино.

По информации издания South China Morning Post, светочувствительные датчики на поверхности сферы измерят траекторию и энергию нейтрино, вступивших в реакцию с веществом. Эти события являются довольно редкими. Хотя Землю постоянно омывает поток разнообразных нейтрино — каждую секунду через площадь в 1 см² проходит 60 миллиардов этих частиц — для взаимодействия нейтрино с веществом с вероятностью 50% требуется стена свинца толщиной в один световой год.

Детектор JUNO в Китае ежедневно будет фиксировать около 40 нейтрино от близлежащих атомных реакторов АЭС (местоположение детектора было выбрано с учетом обнаружения реакторных антинейтрино), несколько атмосферных нейтрино (возникающих при взаимодействии космических частиц с атомами газов в атмосфере), одно геонейтрино (образующееся при распаде радиоактивных ядер в недрах Земли) и тысячи солнечных нейтрино. За шесть лет работы ученые планируют обнаружить около 100 тысяч нейтрино и значительно продвинуться в их изучении.

Нейтрино были предсказаны как безмассовые частицы. После фотонов они являются наиболее распространенными во Вселенной. Позже выяснилось, что нейтрино способны осциллировать — в процессе движения в пространстве они переходят из одного типа в другой (всего их три). Это происходит благодаря наличию массы у каждого из нейтрино, причем массы у всех разные.

У каждого типа своя частота распространения волны. Совпадение фаз дает мюонное нейтрино, а противофазы — электронное. В остальных случаях оно обычное. По мере изменения сумм фаз нейтрино переходят из одного типа в другой. Китайский эксперимент JUNO и американский DUNE должны пролить свет на вопрос иерархии масс всех трех типов нейтрино.