Нейтрино: загадочные частицы, меняющие представления о Вселенной

В Китае, под гранитными холмами Кайпина, завершается строительство грандиозного детектора, способного фиксировать загадочные частицы — нейтрино. Эти невидимые "призраки" Вселенной проносятся сквозь нас триллионами каждую секунду, оставляя ученых в недоумении уже почти век.

Фото: commons.wikimedia.org by Nevit Dilmen, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

Плазменная лампа

Что такое нейтрино и почему они важны

Нейтрино возникли в момент Большого взрыва и продолжают формироваться в недрах звезд, таких как Солнце, а также при столкновении атомов в ускорителях частиц. Несмотря на их повсеместное присутствие, эти частицы до сих пор остаются одной из самых малоизученных тайн Вселенной.

"Нейтрино — самая загадочная частица нашего мира. Именно поэтому мы обязаны её изучить", — поясняет руководитель китайского проекта JUNO, Цао Цзюнь.

Ученые изучают нейтрино, наблюдая, как они взаимодействуют с другими частицами. Столкновения этих крошечных частиц с материей вызывают вспышки света, которые можно зафиксировать с помощью специализированного оборудования.

Гигантский детектор для микроскопических частиц

Китайский детектор, расположенный на глубине 700 метров под землей, защищен от радиации и космических лучей, чтобы исключить помехи. Строительство объекта стоимостью 300 миллионов долларов длилось девять лет. Детектор будет заполнен специальной жидкостью, которая излучает свет при контакте с нейтрино, и окружён очищенной водой.

JUNO займется изучением антинейтрино, образующихся на атомных станциях неподалеку. Это позволит ученым разгадать тайну преобразований нейтрино между их тремя типами и определить, какие из них тяжелее.

"Это невероятно амбициозная задача", — отметила физик из Университета Дьюка, Кейт Шольберг.

Глобальная гонка за открытиями

Китайский детектор запустится в следующем году, но окончательные данные появятся лишь спустя несколько лет. Параллельно продолжается строительство двух других установок: Hyper-Kamiokande в Японии и Deep Underground Neutrino Experiment в США. Оба детектора начнут работу к 2031 году, чтобы подтвердить выводы китайских коллег.

Тайны происхождения Вселенной

Изучение нейтрино может пролить свет на главные вопросы космологии. Например, почему материя преобладает во Вселенной, а антиматерия практически исчезла. Ученые предполагают, что нейтрино могут быть ключом к разгадке этого дисбаланса.

"Они — часть головоломки, которая поможет понять, как всё началось", — подчеркнула Шольберг.

Уточнения

Нейтри́но (итал. neutrino — нейтрончик, уменьшительное от neutrone — нейтрон) — общее название нейтральных фундаментальных частиц с полуцелым спином, участвующих только в слабом и гравитационном взаимодействиях и относящихся к классу лептонов.