China a activat JUNO, detectorul subteran conceput pentru a identifica o particulă misterioasă, aflată la 700 de metri sub pământ.

După peste zece ani de lucrări, China a inaugurat în această săptămână ceea ce este descris ca cel mai sensibil detector de neutrini din lume.

Neutrinii sunt particule subatomice lipsite de sarcină electrică, cu o masă extrem de mică; până anterior, oamenii de știință au crezut adesea că masa lor este zero, ceea ce îi permite să traverseze materia aproape fără a lăsa urme.

Experimentul Subteran de Neutrini Jiangmen (JUNO) este situat la 700 de metri sub un munte și găzduiește un detector cu scintilator lichid în valoare de 20.000 de tone, amplasat într-un bazin de apă de 44 de metri adâncime.

În interior se află o sferă din acril cu diametrul de 35,4 metri, susținută de un cadru din oțel inoxidabil cu diametrul de 41,1 metri, înconjurată de peste 45.000 de tuburi fotomultiplicatoare.

Aceste dispozitive, extrem de sensibile la lumină, pot detecta scintilația emisă de lichidul din detector atunci când este expus la radiații ionizante; compoziția lichidului este în jur de 99,7% alcilbenzen, un ingredient comun în detergenți și agenți frigorifici.

Conducerea acestui detector nu a fost o alegere întâmplătoare

Inginerii din spatele JUNO își propun ca neutrinii ce traversează rezervorul să interacționeze cu atomi de hidrogen, producând lumină suficientă pentru ca rețeaua de PMT să înregistreze trecerea și să ofere date utile pentru înțelegerea acestor particule.

Pe lângă parametrii tehnici, încrederea în capacitatea JUNO de a surprinde neutrini evazivi se bazează și pe amplasamentul său—la distanțe de ordinul zeci de kilometri față de două centrale nucleare care generează neutrini în timpul fisiunii.

O publicație de profil în fizica energiei afirmă că testele efectuate la JUNO au arătat rezultate promițătoare, sugerând că proiectul poate ajuta la explicarea motivului pentru care masele neutrino diferă între tipuri și la clasificarea acestora.

O instalație dedicată elucidării misterelor cosmosului

Neutrinii există în trei mase efective (m1, m2, m3), iar știința vizează să determine care dintre ele este cea mai mică și care cea mai mare.

Rezolvarea acestui aspect, cunoscut ca ordinul de masă, este esențială pentru perfecționarea modelelor ce descriu comportamentul particulelor.

O mai bună înțelegere a acestor mase poate oferi indicii despre originea și destinele Universului.

Revista Academiei Chineze de Științe menționează că cercetători din Japonia, Statele Unite, Europa, India și Coreea de Sud au fie folosit deja JUNO, fie își planifică experimente pe platforma sa.

Proiectul este descris ca extrem de promițător, conform afirmației lui Patrick Huber, directorul Centrului pentru fizică neutrino de la Virginia Tech.

El a subliniat că proiectul va testa în profunzime ideea oscilației neutrino și mecanica cuantică; dacă JUNO ar demonstra că această vedere a fost incompletă, ar reprezenta o schimbare majoră în domeniu.

Studiul neutrino în cadrul observatorului din China poate ajuta, de asemenea, oamenii de știință să înțeleagă mai bine evoluția stelelor, Soarelui și exploziilor stelare.

China a inaugurat JUNO după un deceniu de lucru de construcție

Costul total al proiectului se ridică la aproximativ 2,2 miliarde de yuani (aproximativ 285 milioane de euro). Lucrările au demarat în 2014 și ar urma să se finalizeze în 2025.

Estimările sugerează că vor fi necesari aproximativ șase ani de date științifice pentru a răspunde la întrebarea despre ordinul de masă.

Experimente similare au loc sau sunt planificate în Statele Unite și Japonia, însă JUNO este considerat avansat față de restul, conform unei opinii din mediul academic.

„Suntem încrezători că vom obține descoperirea ordinului de masă al neutrino înaintea altora, deoarece comunitatea de cercetare își dorește ca primul să răspundă”, a declarat Wang Yifang, directorul Institutului chinez de fizică a energiei înalte.

El a subliniat că această colaborare internațională reprezintă una dintre cele mai semnificative din lume, cu sute de participanți din aproape douăzeci de țări.