Триллионы нейтрино пронизывают ваше тело каждую секунду — китайцы за 59 дней научились их ловить лучше всех в истории

После запуска одной из крупнейших нейтринных установок современности исследователи проекта JUNO представили первые результаты — и уже стартовые данные показали уровень точности, который раньше считался недостижимым для детекторов такого масштаба. Jiangmen Underground Neutrino Observatory, создание которого заняло больше десяти лет, полностью подтвердил свои проектные параметры и продемонстрировал возможности, которые ожидали увидеть значительно позже. Для физиков элементарных частиц это важный сигнал: установка нового поколения реально работает с точностью, необходимой для тонких измерений фундаментальных свойств нейтрино.

Концепция эксперимента появилась в 2008 году, а строительство подземного комплекса началось в 2015-м. Детектор собирали поэтапно: сначала устанавливали фотодетекторы и электронную систему записи, затем готовили жидкий сцинтиллятор. Сцинтиллятор — это прозрачная жидкость, которая даёт слабую вспышку света, когда через её молекулы проходит заряжённая частица. Нейтрино напрямую не фиксируются, но иногда они вызывают такие вторичные процессы — именно их и улавливает детектор.

После заполнения центральной сферы 20 килотоннами сцинтиллятора и установки внешнего водяного экрана JUNO начал регистрацию событий 26 августа 2025 года. Лишь за первые 59 дней удалось измерить два ключевых параметра нейтринных осцилляций — θ12 и Δm²21 — с точностью, превышающей суммарный уровень всех предыдущих экспериментов примерно в полтора раза. Осцилляции — это явление, при котором нейтрино могут менять свой тип (электронный, мюонный или тау) в процессе движения. Этот переход между «семействами» частиц помогает понять структуру их масс и особенности взаимодействия.

Такие измерения особенно важны, потому что в последние годы между результатами солнечных и реакторных экспериментов появилось небольшое расхождение — примерно 1,5 сигма. Это не достаточно для открытия, но достаточно, чтобы обратить внимание. Первые данные JUNO подтверждают существование этой разницы. Поскольку установка способна работать и с солнечными, и с реакторными нейтрино, именно она впервые может проверить оба набора данных без разницы в методике.

Высокая чувствительность стала возможной благодаря сложной многоуровневой структуре детектора. В центре находится сфера с 20 килотоннами жидкого сцинтиллятора — это один из крупнейших объёмов подобного вещества в мире. Вокруг расположен бассейн на 35 килотонн ультрачистой воды, который действует как черенковский экран. Черенковское излучение — это слабое голубоватое свечение, возникающее, когда частица проходит в среде быстрее, чем свет распространяется в этой среде. По этому свечению можно определить направление и тип частицы. Над комплексом расположен слой пластикового сцинтиллятора площадью около 1000 м², который дополнительно защищает установку от фоновых сигналов. Всё сооружение помещено под толщей грунта эквивалентной 1800 метрам воды, чтобы минимизировать поток космических частиц.

Такая конструкция позволила постепенно тестировать систему: сначала во время "водной фазы", затем во время заполнения сцинтиллятором и уже после — в ходе первых физических запусков.

JUNO создавался как инструмент, способный ответить на главные вопросы нейтринной физики последних десятилетий: выяснить порядок масс нейтрино, проверить трёхнейтринную схему осцилляций (модель, где нейтрино существует в трёх типах и может переходить между ними) и обнаружить возможные отклонения от стандартной картины. Судя по первым данным, установка уже как минимум вышла на уровень чувствительности, под который её и проектировали.