На юге Китая в подземной лаборатории почти завершено строительство огромного детектора, который будет обнаруживать таинственные «призрачные частицы», скрывающиеся вокруг нас. Ученые полагают, что нейтрино (так называют «частицы-призраки») могут помочь записать самые ранние законы материи.

Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь вскоре приступит к выполнению сложной задачи по обнаружению нейтрино: крошечных космических частиц с невероятно малой массой. Детектор является одним из трех, которые строятся по всему миру для изучения этих неуловимых частиц-призраков в мельчайших деталях. Два других, расположенные в Соединенных Штатах и Японии, все еще находятся в стадии строительства.

Наблюдение за нейтрино — серьёзный шаг в стремлении понять, как возникла Вселенная. По словам Андре де Гувеа, физика-теоретика из Северо-Западного университета, китайская разработка, запуск которой запланирован на следующий год, выведет технологию на новый уровень. Нейтрино появились еще во времена Большого взрыва, и каждую секунду их триллионы проносятся сквозь наши тела.

Они вырываются из звезд, таких как Солнце, и вырываются наружу, когда атомные частицы сталкиваются в ускорителе частиц. Ученые знают о существовании нейтрино уже почти столетие, но они все еще находятся на ранних стадиях выяснения того, что представляют собой эти частицы на самом деле. «Это наименее изученная частица в нашем мире», — сказал Цао Цзюнь, который помогает управлять детектором, известным как JUNO. «Вот почему нам нужно ее изучать».

Нет никакого способа обнаружить крошечные нейтрино. Учёные лишь измеряют, что происходит, когда они сталкиваются с другими частицами материи, производя вспышки света или заряженные частицы. Нейтрино сталкиваются с другими частицами очень редко, поэтому физикам приходится мыслить масштабно, чтобы увеличить свои шансы заметить столкновение.

Детектор стоимостью 300 миллионов долларов (285 миллионов евро) в Кайпине, Китай, строился более девяти лет. Его расположение на глубине 2297 футов (700 метров) под землей защищает его от надоедливых космических лучей и радиации, которые могут нарушить его способность улавливать нейтрино.

В среду рабочие приступили к завершающему этапу строительства. В конечном итоге они заполнят сферический детектор жидкостью, предназначенной для излучения света при прохождении нейтрино, и погрузят все это в очищенную воду. Он будет изучать антинейтрино — противоположность нейтрино, которая позволяет ученым понять их поведение, — возникающие в результате столкновений внутри двух атомных электростанций, расположенных на расстоянии более 50 км друг от друга.

Детектор разработан, чтобы ответить на ключевой вопрос о давней загадке. Нейтрино меняют три аромата, проносясь сквозь пространство, и ученые хотят ранжировать их от самых легких к самым тяжелым.

Китайский детектор должен заработать во второй половине следующего года. После этого потребуется некоторое время для сбора и анализа данных, поэтому ученым придется подождать, чтобы полностью раскрыть тайную жизнь нейтрино. В настоящее время ведется строительство двух аналогичных детекторов нейтрино — японского Hyper-Kamiokande и Deep Underground Neutrino Experiment в США. Они должны быть запущены в эксплуатацию примерно в 2027 и 2031 годах и будут перепроверять результаты китайского детектора, используя разные подходы.

Один из вопросов, на который, как надеются исследователи, могут помочь ответить нейтрино, заключается в том, почему Вселенная в основном состоит из материи, а ее противоположность — антиматерия — практически уничтожена. Ученые не знают, как все могло выйти из равновесия, но они полагают, что нейтрино могли помочь записать самые ранние законы материи. Доказательство, говорят ученые, может заключаться в частицах. Но чтобы открыть эту загадку, необходимо поймать нейтрино.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!