Прокладено нові горизонти в невідомій фізиці: у Китаї запустили найбільший у світі нейтрино-детектор (фото)

На глибині 700 метрів під Землею на півдні Китаю розпочав роботу найбільший у світі детектор "примарних частинок" -- JUNO. Вчені отримали перші результати дослідження нейтрино, які відкривають шлях до невідомої фізики.

Два місяці тому в діяльність вступила Цзянменьська підземна нейтринна обсерваторія (JUNO), яка є найбільшим у світі детектором нейтрино — частинок, що важко піддаються спостереженню. За цей період науковці змогли здійснити вимірювання різних типів нейтрино, відомих як аромати, з безпрецедентною точністю. Результати їхніх досліджень вже опубліковані на платформі для попередніх публікацій arXiv, повідомляє Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За допомогою детектора нейтрино JUNO фізики змогли уточнити значення двох ключових параметрів нейтрино: кута змішування, що описує, як різні масові стани нейтрино об'єднуються, утворюючи аромати нейтрино, і квадрата різниці цих масових станів.

Фізики витратили півстоліття на те, щоб встановити ці параметри, тоді як науковцям вдалося уточнити їх значення всього за 59 днів роботи нейтринної обсерваторії.

Нейтрино вважається однією з найзагадковіших елементарних частинок, які тільки відомі науці. Кожну секунду трильйони цих частинок проникають через ваше тіло. Проте вони мають надзвичайно малу масу і практично не взаємодіють з звичайною матерією, що й призвело до їхньої назви "примарні частинки". Завдяки цим характеристикам, вивчення нейтрино є надзвичайно складним завданням.

Останні відкриття щодо нейтрино можуть поставити під загрозу Стандартну модель фізики елементарних частинок, яка сьогодні вважається найнадійнішим поясненням структури субатомного світу. Ця модель має свої обмеження, оскільки не включає в себе теоретичні частинки та не продемонструвала, що нейтрино здатні мати масу.

Фізики виявили, що нейтрино володіє масою, хоч і надзвичайно незначною, завдяки явищу, відомому як нейтринні осциляції. Існує три типи нейтрино, або ж їх "аромати": електронний, мюонний та тау. Ці невидимі частинки здатні змінювати свій аромат під час руху в просторі. Хоча причина цього незвичайного феномену досі не зовсім зрозуміла, він може допомогти виявити нові, досі невідомі явища у світі фізики.

Детектор нейтрино JUNO розташований на великій глибині під землею, оскільки земна кора слугує природним бар'єром для більшості інших часток. Проте нейтрино, які є дуже легкими і несуть мало взаємодій, здатні проходити через цей шар, що дозволяє їх виявлення.

Новий нейтринний детектор має форму сфери з діаметром 35 метрів і вміщує 20 000 метричних тонн рідкого сцинтилятора. Це особливе речовина, яка здатна світитися, коли нейтрино проходять через неї. Завдяки спеціалізованим датчикам, вдається точно визначити характер спалаху світла та тип нейтрино, що його спричинило.

Протягом години роботи JUNO дослідники досягли безпрецедентної точності в вимірюванні характеристик, що описують перехід між різними типами нейтрино. Вчені мають намір продовжити уточнення параметрів осциляцій нейтрино у майбутньому.

На думку фізиків, нейтрино наразі є єдиною елементарною частинкою, що володіє властивістю, яка не входить до Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Саме з цієї причини дослідники вважають нейтрино ключем до відкриття нових аспектів фізики.

За час своєї роботи протягом щонайменше шести років JUNO, можливо, зможе розгадати давні загадки фізики. Учені хочуть з'ясувати, які аромати нейтрино є найважчими, а які -- найлегшими. Це може дати ключ до розуміння того, чому антиматерії у Всесвіті менше, ніж матерії, хоча під час Великого вибуху була їхня рівна кількість.

На сьогоднішній день примарні частинки надають захоплюючі підказки про фізику, яка виходить за рамки сучасних теоретичних уявлень, стверджують науковці.

Як повідомляв Фокус, дослідники провели аналіз місячного зразка і натрапили на несподіване відкриття. Виявилося, що маленький шматочок місячного ґрунту, який зберігався протягом більш ніж півстоліття, містить важливу астрономічну інформацію. Це нове відкриття може суттєво вплинути на наше уявлення про виникнення Місяця.