В Китае построят огромный нейтринный детектор

В Китае началось строительство крупной лаборатории под названием Подземная нейтринная обсерватория Цзянмынь (JUNO). Установка будет располагаться в городе Кайпин провинции Гуандун, что находится в 150 километрах к западу от Гонконга.

Предполагается, что строительство, стоимость которого составит $330 миллионов (более 12 миллиардов рублей), завершится в 2020 году, после чего установка проработает, как минимум, 20 лет.

Полная концепция дизайна лаборатории была доработана в 2013 году. В проекте будут участвовать специалисты из Института физики высоких энергий при Китайской академии наук. Основная задача эксперимента — изучение нейтринных осцилляций между тремя типами — электронным, мюонным и тау-нейтрино.

Экспериментальный зал установки JUNO будет иметь 80 метров в высоту и 50 метров в диаметре, а располагаться он будет в 700 метрах под землёй. Детектор, наполненный 20 тысячами тонн жидкого сцинтиллятора, будет использовать 15 тысяч фотоумножителей для обнаружения сцинтилляционного света, который образуется при столкновении нейтрино с атомами водорода.

Детектор JUNO сможет ловить как земные нейтрино, так и те, которые долетели до Земли от взрывов сверхновых. Тем не менее, основной фокус исследования будет направлен на изучение свойств частиц, созданных на двух соседних атомных электростанциях, которые строятся на расстоянии 50 километров от установки.

"Мы будем регистрировать нейтрино, исходящие от ядерных реакторов, и для этого мы должны соблюдать почтительную дистанцию. Создать столь крупную лабораторию всего за пять лет будет крайне сложно", — рассказывает Ифан Ван (Yifang Wang), директор Института физики высоких энергий и глава проекта JUNO.

Детектор, как ожидается, будет обладать энергетическим разрешением около 3%. На установке планируется определить относительные массы всех трёх типов нейтрино, а значит, попытаться разрешить проблему иерархии фермионных масс. И китайские физики будут не одиноки в своей работе над этим исследованием: на установках NOvA в США, Hyper-Kamiokande в Японии и в Нейтринной обсерватории Индии учёные также будут заниматься изучением нейтринных осцилляций и связанных с этим процессом проблем.

"Мы собираемся найти ответы на очень важные вопросы, такие как причина доминирования вещества над антивеществом во Вселенной", — говорит специалист в области физики частиц Цзюнь Цао (Jun Cao), сотрудник нового проекта.

Руководители JUNO отмечают, что надежды на успех будущего проекта подкреплены фактом международного сотрудничества физиков-ядерщиков из Китая, России, США, Тайваня и Чехии, которые вместе работают над реакционным нейтринным экспериментом Daya Bay, также проводящимся в Поднебесной. Продуктивная совместная работа побуждает ведущих учёных со всего мира приезжать в Китай ради дальнейшего сотрудничества на новом проекте, добавляют создатели.