A hatalmas neutrínódetektor, ami alapjaiban forgatja fel a fizikát

Több mint tíz év tervezés és építés után a kínai Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) hivatalosan is megkezdte működését: augusztus 26-án sikeresen feltöltötték a lenyűgöző, 20 000 tonna folyékony szcintillátort tartalmazó detektort, és megkezdődött az adatgyűjtés. A projekt vezetője szerint ezzel világszinten is történelmi mérföldkőhöz érkezett a részecskefizika, hiszen most először működik ilyen léptékű és precizitású neutrínókat figyelő eszköz. A JUNO lehetővé teszi, hogy mélyebb betekintést nyerjünk az anyag és az univerzum alapvető kérdéseibe.

Mélyen a föld alatt, rekordméretű műszerrel

A laboratóriumot 700 méter mélyen építették ki Jiangmen városához közel, Guangdong tartományban. A detektor az 53 km-re lévő Taishan és Yangjiang atomerőművek által kibocsátott antineutrínókat figyeli, méghozzá példátlan pontossággal. Nem elhanyagolható tényező, hogy a JUNO eredményei függetlenek a földi anyaghatásoktól, így tisztább képet kaphatunk a neutrínók tömegviszonyairól: vagyis arról, hogy a három neutrínó közül melyik a legnehezebb. Ez a kérdés eddig a részecskefizika egyik legnagyobb megoldatlan rejtélye maradt.

Rekordméretek, csúcsminőség

A központi detektor egy gigantikus, 35,4 méter átmérőjű akrilszférából áll, amelyet egy 44 méter mély, ultra-tiszta vízzel teli medence vesz körül. Az acélszerkezetre 20 000 darab 50 cm-es és 25 600 darab 7,6 cm-es fotomultiplikátor-csövet (PMT) szereltek, amelyek egyszerre figyelik a beérkező neutrínók által kibocsátott fényt. A feltöltés sem volt mindennapi: először 60 000 tonna vizet, majd fél év alatt 20 000 tonna szcintillátort töltöttek be, miközben szigorú tisztasági, átlátszósági és sugárvédelmi követelményeknek kellett megfelelni, mindezt 0,5%-os pontosságú folyadékszint-szabályozással.

30 évnyi felfedezések kapuja nyílik

A JUNO jelenleg több mint 700 kutatót fog össze 74 intézményből, 17 országból. A fejlesztés nagy nemzetközi együttműködés eredménye, amely korábbi folyékony szcintillátoros kísérletek tapasztalataira épült. Mindezek mellett a projekt sikeréhez elengedhetetlen volt a kínai mérnökök és technikusok elkötelezett munkája, akik évekig dolgoztak azon, hogy az ötletből működőképes detektort hozzanak létre. A tervek szerint az obszervatórium legalább 30 évig szolgálja majd az alapkutatást, és bővíthető a neutrinómentes kettős béta-bomlás vizsgálatára is.

Összességében elmondható, hogy a JUNO valószínűleg új korszakot nyit az asztrofizikában, a részecskefizikában és a kozmológiában, hiszen nemcsak neutrínókérdéseket válaszolhat meg, de akár az univerzum alapvető működésének megértéséhez is közelebb vihet.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján