Эксперимент JUNO

Спустя несколько месяцев после начала набора данных международная коллаборация JUNO, в состав которой входят сотрудники Объединенного института ядерных исследований, представила первые физические результаты. Ключевые параметры детектора соответствуют или превосходят проектные значения, что подтверждает его готовность к проведению передовых исследований в области физики нейтрино.

Официальное представление результатов состоялось 19 ноября на пресс-конференции, проведенной Институтом физики высоких энергий (IHEP) Китайской академии наук в Цзянмэне. На ней было объявлено об успешном завершении строительства Цзянмэньской подземной нейтринной обсерватории (JUNO). После более чем десяти лет проектирования и строительства JUNO стал первым в мире крупномасштабным прецизионным детектором нейтрино нового поколения, введенным в эксплуатацию.

JUNO — крупная международная коллаборация, возглавляемая IHEP. Сегодня в проекте участвуют более 700 ученых из 74 институтов 17 стран и регионов мира. В состав научной группы ОИЯИ в JUNO входят специалисты из Лаборатории ядерных проблем, Лаборатории физики высоких энергий, Лаборатории информационных технологий, Лаборатории теоретической физики.

Многолетние исследования и разработки участников коллаборации привели к созданию фотоэлектронных умножителей высокой эффективности и прецизионных систем калибровки, технологий получения жидкого сцинтиллятора повышенной прозрачности и изготовления конструкции из материалов с низким содержанием радиоактивных примесей. В центре детектора JUNO — акриловая сфера диаметром 35,4 метра, которая удерживает 20 тысяч тонн жидкого сцинтиллятора. Сфера окружена более чем 20 тысячами больших и 25 тысячами малых фотоумножителей, погруженных в 44-метровый бассейн со сверхчистой водой для защиты от мюонов.

Беспрецедентная чувствительность установки открывает перед коллаборацией долгосрочные исследовательские перспективы. Благодаря JUNO ученые смогут определить упорядоченность масс нейтрино и измерить параметры их осцилляций с точностью лучше одного процента, изучать нейтрино от Солнца, атмосферы, коры и мантии Земли, вспышек сверхновых, а также искать физику за пределами Стандартной модели. Детектор рассчитан на срок службы около 30 лет. В будущем он может быть модернизирован в один из самых чувствительных инструментов для поиска безнейтринного двойного бета-распада, что позволит исследовать абсолютную шкалу масс нейтрино и проверить их возможную майорановскую природу.

«Наша команда гордится тем, что внесла значительный вклад в фундамент JUNO, — отметил заместитель директора Лаборатории ядерных проблем, руководитель группы ОИЯИ в JUNO Дмитрий Наумов. — Наш эксперимент — это то редкое место, где научные знания и опыт со всего мира сливаются в единый слаженный порыв. За десять лет его подготовки команда из 50 физиков и инженеров Объединенного института участвовала в планировании, разработке, сборке детектора и электроники, создании и развитии вычислительного центра (одного из трех в Европе), а также в разработке и применении алгоритмов отбора и реконструкции событий, статистического анализа».

Как подчеркнул начальник сектора реакторных нейтрино ЛЯП, заместитель руководителя группы ОИЯИ в JUNO Максим Гончар, интенсивная работа по получению первых результатов стала ценным опытом для международной команды.

«Последние два месяца были особенно сложными. Совместная работа с десятками коллег из трех различных часовых поясов, ненормированный рабочий день, отсутствие выходных показали, чего может добиться такая коллективная сила, объединенная общей целью. Первые результаты JUNO прокладывают путь к новым открытиям, которые определят облик нейтринной физики на многие годы», — резюмировал он.

По информации ОИЯИ