Неутриното е една от най-загадъчните частици в стандартния модел на физиката.

Основната причина за това е, че те са изключително трудни за засичане. Въпреки че всяка секунда през тялото на човек преминават 400 трилиона неутрино, създадени от Слънцето, те рядко взаимодействат с обикновената материя. Това затруднява изучаването им.

За да помогне в разрешаването на тези мистерии, нов неутрино детектор в Китай наскоро започна да събира данни.

Очакванията са той да предоставя информация за между 40 и 60 неутрино на ден през следващите 10 години, пише ScienceAlert.

Детекторът, известен като Подземна неутрино обсерватория „Дзянмън“ (JUNO), е разположен между две огромни ядрени централи – „Яндзян“ и „Тайшан“.

И двете централи произвеждат собствени изкуствени неутрино в допълнение към тези, създадени от Слънцето. Това означава, че районът е наситен с тези почти невзаимодействащи частици.

JUNO е разположен под земята

Намира се на дълбочина от 700 метра.

Масивният слой на земната кора служи за блокиране на повечето други частици. Например на мюони, които биха могли да достигнат до него.

При други инсталации, като IceCube, този метод работи доста добре.

Въпреки това, самият детектор е покрит с допълнителен сензор „Top Tracker“, който обхваща басейн с диаметър 44 метра, пълен с ултрачиста вода.

Неговата задача е да засича всяка случайна частица, която успее да стигне до детектора.

Макар да не може да я спре, той помага за елиминирането на евентуални грешки в данните.

Такива грешки биха възникнали, ако някоя от частиците удари „течния сцинтилатор“ вътре в сфера, заобиколена от 43 212 чувствителни фотодетектора, способни да уловят отделни фотони.

Комбинирането на данни от всички различни фотодетектори ще позволи на изследователите да разгадаят някои от физичните свойства на неутриното. Включително, какви, ако изобщо има, са разликите между трите му „типа“.

Това са електронно, мюонно и тау-неутрино. Всяко от тях има леко различни характеристики и притежава способността да преминава от един тип в друг – процес, който физиците наричат „осцилация“.

Една от основните цели на JUNO е да определи масата на всеки тип, но тъй като това е твърде амбициозна задача, учените се надяват поне да установят йерархията на масите. Тоест, кое е най-тежко и кое най-леко.

Друго потенциално откритие е колко често типовете се променят един в друг, или с други думи – каква е честотата на тяхната осцилация.

Разбирането на неутриното би довело до по-ясна картина в космологията, където се смята, че те са отговорни за ранното разширение по време на Големия взрив.

То ще допринесе и за астрофизиката. Предполага, че дават информация за свръхновите, и дори за геологията, понеже радиоактивни скали от дълбините на Земята също ги излъчват.

Това е и част от причината учените да инвестират толкова много време и енергия в изследването на техните свойства.

JUNO е следващата стъпка в това пътешествие

Проектът е сътрудничество между 74 института и 700 души, ръководен от Института по физика на високите енергии към Китайската академия на науките.

Очаква се обсерваторията да работи поне 10 години. И да събере достатъчно данни, за да хвърли допълнителна светлина върху характеристиките на тези енигматични частици.

Ако успее, това ще бъде от полза за множество научни области.

Снимка: Yuexiang Liu/Institute of High Energy Physics