навіщо Китай будує величезну сферу і як вона працюватиме

У Китаї завершується будівництво Джанменської підземної обсерваторії нейтрино (JUNO), яка почне збирати дані про загадкові субатомні частинки 2025 року.

У Китаї завершується будівництво Джанменської підземної обсерваторії нейтрино (JUNO), яка незабаром почне збирати дані про нейтрино – субатомні частинки, що виникають унаслідок ядерних реакцій. З проектом, вартість якого становить 300 мільйонів доларів, пов’язані великі надії на вивчення одних із найзагадковіших явищ у фізиці.

JUNO розташується на глибині 700 метрів під землею і буде запечатана в 12-поверховому циліндричному басейні з водою. За допомогою тисяч світлодетекторних трубок обсерваторія фіксуватиме нейтрино, які проходять через матерію, включно з людським тілом. Ці частинки здатні змінюватися в процесі свого руху, і їхнє вивчення може допомогти у визначенні найлегших і найважчих типів нейтрино, що, своєю чергою, відкриє нові горизонти в розумінні субатомних процесів, що відбувалися в ранні дні Всесвіту.

Наукова команда з Китаю та міжнародних дослідників має намір аналізувати дані про нейтрино, що надходять від двох прилеглих ядерних електростанцій у провінції Гуандун, протягом шести років. Крім того, JUNO зможе спостерігати за нейтрино, випромінюваними Сонцем, що надасть можливість у реальному часі вивчати сонячні процеси, а також дослідити нейтрино, що виникають під час розпаду урану і торію в Землі, щоб глибше зрозуміти конвекцію в мантії, що впливає на рух тектонічних плит.

Згідно з планами, обсерваторія почне функціонувати в другій половині 2025 року і випередить більший проєкт під назвою Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), будівництво якого триває у США і заплановано до запуску приблизно 2030 року.

Нейтрино – одна з головних загадок фізики через свої унікальні властивості і труднощі в їх вивченні. Це елементарні частинки з украй малою масою, які не мають електричного заряду і слабо взаємодіють із матерією. Нейтрино можуть проходити через величезну кількість речовини, не залишаючи слідів, що робить їхню детекцію дуже складною.

Головні загадки, пов’язані з нейтрино, включають:

1. Маса нейтрино: Довгий час вважалося, що нейтрино не мають маси. Однак експерименти показали, що вони мають невелику, але ненульову масу. Точне значення цієї маси досі не визначено, що ставить під сумнів Стандартну модель фізики елементарних частинок.
2. Нейтринні осциляції: Нейтрино існують у трьох різновидах (ароматах): електронне, мюонне і тау-нейтрино. Ці частинки можуть змінювати свій тип, переходячи з однієї форми в іншу, що називається осциляцією. Цей процес ставить перед вченими питання, як такі перетворення пов’язані з масою і взаємодіями частинок.
3. Асиметрія матерії та антиматерії: Нейтрино можуть допомогти пояснити, чому у Всесвіті переважає матерія, а не антиматерія. Дослідження припускають, що нейтрино й антинейтрино можуть поводитися по-різному, порушуючи симетрію, що могло вплинути на ранню еволюцію Всесвіту.
4. Джерела нейтрино: Ці частинки виникають у ядерних реакціях зірок, зокрема на Сонці, у наднових, під час радіоактивного розпаду і в реакторах. Проте вчені поки що не до кінця розуміють усі можливі джерела нейтрино та їхню роль у різних космічних процесах.

Ці питання продовжують залишатися в центрі уваги фізиків, оскільки розуміння властивостей нейтрино може призвести до нових відкриттів, здатних змінити наші уявлення про фундаментальні закони природи.