China a inaugurat, după un deceniu de construcții, cel mai performant detector de neutrini din lume.
Neutrinii sunt particule subatomice neutre din punct de vedere electric și cu masă extrem de mică, considerată inițial zero. Aceste particule traversează majoritatea materiei fără a lăsa urme. Fizica nu le explică pe deplin, motiv pentru care cercetătorii sunt interesați să le observe pentru a înțelege comportamentul lor.
Observatorul Subteran de Neutrini Jiangmen (JUNO) este amplasat la 700 de metri adâncime sub pământ. Dispozitivul principal este un detector cu scintilator lichid de 20.000 de tone, găzduit într-un bazin de apă de 44 de metri adâncime.
Detectorul mai include o sferă de acril cu un diametru de 35,4 metri, susținută de un schelet metalic de oțel inoxidabil cu diametrul de 41,1 metri. Întregul sistem este înconjurat de peste 45.000 de fotomultiplicatoare (PMT).
Fotomultiplicatoarele sunt detectoare de lumină ultra-sensibile. Scintilatorul lichid, folosit la JUNO, este format în mare parte (99,7%) din alchilbenzen, componentă întâlnită în detergenți și agenți frigorifici. Atunci când este expus radiațiilor ionizante, acest lichid generează lumină.
Construcția strategică a detectorului
Cercetătorii speră că neutrinii care trec prin rezervorul uriaș vor interacționa cu atomii de hidrogen, generând lumină detectabilă de rețeaua de PMT-uri. Aceste date vor permite o mai bună înțelegere a comportamentului neutrinilor.
Amplasarea strategică a detectorului, la câteva zeci de kilometri de două centrale nucleare, este crucială. Aceste centrale produc în mod natural neutrini în timpul fisiunii nucleare, oferind un flux constant de date de studiu.
Testele la JUNO au avut rezultate promițătoare, sugerând că instalația va ajuta la clarificarea motivului pentru care unii neutrini sunt mai grei decât alții, facilitând clasificarea diferitelor tipuri de particule.
Dezvăluirea misterelor cosmosului
Neutrinii există în trei stări de masă (m1, m2, m3). Cercetătorii urmăresc să determine care dintre ele este cea mai ușoară și care cea mai grea.
Determinarea „ordinului de masă” este esențială pentru îmbunătățirea modelului fizicii particulelor, oferind informații despre originea și evoluția Universului.
Cercetători din Japonia, Statele Unite, Europa, India și Coreea de Sud au exprimat interes în colaborare cu JUNO, demonstrând importanța sa globală.
Patrick Huber de la Universitatea Virginia Tech a descris proiectul ca fiind inovativ, menționând că rezultatele JUNO pot revoluționa înțelegerea oscilației neutrinilor și a mecanicii cuantice.
Cercetarea neutrinilor poate ajuta la o mai bună înțelegere a stelelor, a Soarelui și a exploziilor stelare.
Inaugurarea JUNO după un deceniu de muncă
Proiectul JUNO a costat aproximativ 2,2 miliarde de yuani (285 de milioane de euro). Construcția, începută în 2014, se va finaliza în 2025.
Obținerea datelor necesare pentru a stabili „ordinul de masă” va necesita aproximativ șase ani de colectare de date.
Alte experimente similare sunt desfășurate sau planificate în Statele Unite și Japonia. Cu toate acestea, JUNO este considerat avansat, potrivit lui Jennifer Thomas, fizician la University College London.
Wang Yifang, director al Institutului chinez de fizică a energiei înalte, coordonatorul proiectului JUNO, a subliniat importanța colaborării internaționale, implicând sute de membri din aproape 20 de țări.
