В научном журнале Nature были опубликованы первые результаты международного нейтринного эксперимента JUNO, в который активно вовлечены физики Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ). Ученым удалось достичь повышения точности измерений параметров нейтринных осцилляций в 1,6 раза, что является значительным достижением в этой области OpenDubna.Ru.
Подготовка и реализация данного масштабного проекта на протяжении последних десяти лет была бы невозможна без участия специалистов ОИЯИ. Коллаборация JUNO начала собирать данные в августе 2025 года, и уже в первые два месяца работы детектор показал, что он соответствует проектным характеристикам и способен осуществлять измерения нейтринных осцилляций с рекордной точностью.
В проекте участвуют 50 физиков и инженеров из ОИЯИ, которые внесли важный вклад на всех ключевых стадиях реализации эксперимента. Их работа охватывает все аспекты: от планирования и разработки детектора, сборки необходимых электроники до создания одного из трех крупных вычислительных центров в Европе и применения алгоритмов для отбора событий и статистического анализа собранных данных.
Нейтрино являются одними из самых легких и слабо взаимодействующих фундаментальных частиц, что делает их свойства крайне сложными для измерения. Основой эксперимента JUNO стало прецизионное измерение осцилляций реакторных антинейтрино. Это явление, при котором нейтрино меняют свой тип (флейвор) при распространении, позволяет по характерной форме энергетического спектра антинейтрино определить параметры этих переходов и приблизиться к решению проблемы порядка масс нейтрино.
Детектор JUNO расположен в Китае на глубине около 700 метров под землей. Его центральная часть представляет собой гигантскую сферическую установку, вмещающую 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора. Когда антинейтрино взаимодействует с веществом детектора, возникает слабая вспышка света, которую регистрируют десятки тысяч фотосенсоров. Это позволяет с высокой точностью восстановить энергию антинейтрино.
Первые данные, полученные в ходе эксперимента JUNO, уже обеспечили самое точное на сегодня измерение энергии нейтрино: энергетическое разрешение составляет около 3% при энергии 1 МэВ. Это соответствует проектной цели эксперимента и является ключевым условием для успешного определения порядка масс нейтрино.
Кроме того, в рамках JUNO впервые было осуществлено одновременное высокоточное измерение двух ключевых параметров нейтринных осцилляций. Несмотря на относительно небольшой объем накопленных данных, этот подход позволил добиться рекордного повышения точности, превзойдя результаты предыдущих экспериментов за последние десятилетия.
Публикация первых результатов JUNO в Nature является важным этапом в реализации проекта: эксперимент не только стартовал, но и уже продемонстрировал способность выполнять измерения мирового уровня. По мере накопления статистики JUNO сможет проверить трехфлейворную теорию нейтринных осцилляций с высокой точностью и приблизиться к решению проблемы порядка масс нейтрино, возможно, указывая на проявления новой физики.
Заместитель директора Лаборатории ядерных проблем и руководитель группы JUNO в ОИЯИ Дмитрий Наумов отметил: «Участвуя в проекте JUNO с самого начала, ОИЯИ внес значительный вклад в создание установки и подготовку измерений». В свою очередь, начальник сектора реакторных нейтрино ЛЯП и заместитель руководителя группы JUNO в ОИЯИ Максим Гончар добавил: «В настоящее время наш институт активно занимается анализом данных и их физической интерпретацией, продолжая традиции исследования нейтрино, заложенные в Дубне много лет назад».
Также Николай Анфимов, начальник сектора методических исследований ЛЯП и заместитель руководителя группы JUNO в ОИЯИ, подчеркнул: «Замечательно, что за время подготовки и эксплуатации эксперимента наша команда получила бесценный опыт в создании экспериментальной установки, анализе данных и работе в большом международном коллективе. Этот опыт, безусловно, пригодится в будущих проектах Лаборатории».