Подземная нейтринная обсерватория «Цзянмэнь» (JUNO) успешно завершила 26 августа заполнение своего жидкостного сцинтилляционного детектора весом 20 000 тонн и приступила к сбору данных. JUNO — первый из нового поколения сверхкрупных нейтринных экспериментов, достигший этой стадии. Первые пробные испытания показали, что ключевые показатели эффективности соответствуют или превосходят проектные ожидания, что позволяет обсерватории дать ответ на вопрос, тяжелее ли третье массовое состояние второго.
«Цзяьмэнь», расположенный на глубине 700 метров под землей недалеко от одноименного города в провинции Гуандун, детектирует антинейтрино, которые генерируют атомные электростанции «Тайшань» и «Янцзян», расположенные в 53 километрах от него, и с рекордной точностью измеряет их энергетический спектр. От воздействия мюонов его экранирует горная порода. Детектор позволит заняться изучением нейтрино Солнца, сверхновых звезд и атмосферы Земли, а также откроет новые пути исследования неизвестных физических явлений, в частности, стерильных нейтрино и распада протона.
Сердце JUNO — центральный жидкостный сцинтилляционный детектор с беспрецедентно большой эффективной массой 20 000 тонн, расположенный в центре 44-метрового водоема. Ферма из нержавеющей стали диаметром 41,1 метра поддерживает 35,4-метровую акриловую сферу, сцинтиллятор, 20 тысяч 20-дюймовых фотоумножителей (ФЭУ), 25 600 3-дюймовых ФЭУ, электронную схему, кабели, антимагнитные компенсационные катушки и оптические панели. Все ФЭУ работают одновременно, улавливая сцинтилляционный свет, возникающий при взаимодействии нейтрино, и преобразуя его в электрические сигналы.
Проект был предложен в 2008 году и одобрен Китайской академией наук в 2013-м. Подземное строительство началось в 2015 году. Жидкостный детектор полностью установили к концу 2024 года, после чего последовала поэтапная кампания по его заполнению. В течение 45 дней команда залила 60 000 тонн сверхчистой воды, сохраняя разницу уровня жидкости между внутренней и внешней акриловыми сферами в пределах нескольких сантиметров и поддерживая погрешность расхода ниже 0,5%. В течение следующих шести месяцев в акриловую сферу диаметром 35,4 метра были залиты 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора, который вытеснил воды. Параллельно с этим велась отладка, ввод в эксплуатацию и оптимизация детектора, пишет Science Daily.
Проект JUNO объединяет более 700 исследователей из 74 учреждений в 17 странах и регионах. В частности, специалисты Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) спроектировали важный элемент установки — детектор OSIRIS, измеряющий качество сцинтиллятора перед заливкой —, а также системы питания для ФЭУ и другие системы, сообщает сайт ОИЯИ.
Квантовая гравитация — отсутствующее звено между общей теорией относительности и квантовой механикой, ключ к единой теории всего. Разгадку этой тайны может хранить нейтрино, незаметная элементарная частица без электрического заряда. В редких случаях она может взаимодействовать с молекулами воды на дне океана. Изучив новые данные детектора ORCA, международная команда астрофизиков не нашла признаков нейтрино, но смогла ввести более строгие ограничения на квантовую гравитацию.
