Опубликованы новые данные о загадочной частице нейтрино - Открытая Дубна

В журнале Nature опубликованы первые физические результаты международного нейтринного эксперимента JUNO с участием физиков ОИЯИ. Ученым удалось в 1,6 раза повысить точность измерения параметров нейтринных осцилляций.

Значительная роль в подготовке и реализации масштабного проекта принадлежит Объединенному институту ядерных исследований, чьи специалисты работают в коллаборации на протяжении последних десяти лет.

Коллаборация JUNO начала набор данных в августе 2025 года. Первые два месяца работы показали, что детектор вышел на проектные характеристики и способен выполнять измерения нейтринных осцилляций с рекордной точностью. Группа из 50 физиков и инженеров ОИЯИ внесла значительный вклад на всех ключевых этапах реализации эксперимента: от планирования, разработки и сборки детектора и электроники до создания крупного вычислительного центра (одного из трех в Европе), а также применения алгоритмов отбора событий и статистического анализа данных.

Нейтрино — одни из самых легких и слабо взаимодействующих фундаментальных частиц. Они почти свободно проходят сквозь вещество, поэтому их свойства чрезвычайно трудно измерять. В основе эксперимента JUNO лежит прецизионное измерение осцилляций реакторных антинейтрино. Осцилляции — это квантовое явление, при котором нейтрино при распространении меняют свой тип (флейвор). По характерной форме энергетического спектра антинейтрино можно восстановить параметры этих переходов и приблизиться к определению порядка масс нейтрино.

Детектор JUNO расположен в Китае, на глубине около 700 метров под землей. Его центральная часть — гигантская сферическая установка, содержащая 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора. Когда антинейтрино взаимодействует с веществом детектора, возникает слабая вспышка света. Ее регистрируют десятки тысяч фотосенсоров, что позволяет восстановить энергию антинейтрино с высокой точностью.

Первые данные JUNO уже обеспечили самое точное на сегодняшний день измерение энергии нейтрино: энергетическое разрешение составляет около 3 % при энергии 1 МэВ. Это соответствует проектной цели эксперимента и является принципиальным условием для решения главной задачи JUNO — определения порядка масс нейтрино.

Кроме того, в рамках эксперимента впервые было выполнено одновременное высокоточное измерение двух ключевых параметров нейтринных осцилляций. Несмотря на сравнительно небольшой объем накопленных данных, именно этот подход позволил добиться рекордного повышения точности, превзойдя совокупные результаты экспериментов предыдущих десятилетий.

Публикация первых результатов JUNO в Nature представляет важный этап реализации проекта: эксперимент не просто начал работу, а уже продемонстрировал способность выполнять измерения мирового уровня. По мере накопления статистики JUNO сможет проверить трехфлейворную теорию нейтринных осцилляций с высокой точностью, приблизиться к решению проблемы порядка масс нейтрино и, возможно, указать на проявления новой физики.

«Участвуя в проекте JUNO с самого первого дня, ОИЯИ внес существенный вклад в создание установки и подготовку измерений», — прокомментировал заместитель директора Лаборатории ядерных проблем, руководитель группы JUNO в ОИЯИ Дмитрий Наумов.

«В настоящий момент наш институт активно занимается анализом данных и их физической интерпретацией, продолжая традиции исследования нейтрино, заложенные в Дубне много лет назад», — отметил начальник сектора реакторных нейтрино ЛЯП, заместитель руководителя группы JUNO в ОИЯИ Максим Гончар.

«Замечательно и то, 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», — добавил начальник сектора методических исследований ЛЯП, заместитель руководителя группы JUNO в ОИЯИ Николай Анфимов.