Китай надеется, что гигантская лаборатория, расположенная на глубине 700 метров под землёй, поможет ему превзойти США в раскрытии секретов самых загадочных частиц Вселенной — нейтрино. Подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO), строительство которой началось более десяти лет назад и должно завершиться в следующем году, рассчитана на 311 миллионов долларов. Она представляет собой сферическую установку из нержавеющей стали и акрила диаметром почти 35 метров, предназначенную для измерения невероятно маленьких субатомных частиц, которые движутся почти со скоростью света. Несмотря на то, что нейтрино заполняют Вселенную (считается, что 100 триллионов нейтрино проходят через ваше тело каждую секунду), о нейтрино и их поведении известно очень мало из-за сложности их обнаружения.
Однако, если всё пойдёт по плану, китайские физики намерены войти в историю, раскрыв информацию, которая поможет решить так называемую проблему «массовой иерархии». И они хотят сделать это раньше всех.
«[Быть] первым — значит всё, а вторым — ничего», — сказал Ван Ифань, руководитель проекта JUNO и директор Китайского института физики высоких энергий, в интервью AFP во время экскурсии по объекту в начале этого месяца.
Много лет назад эксперты установили, что нейтрино, по-видимому, занимают одно из трёх состояний по массе, но их вес от самого тяжёлого до самого лёгкого остаётся неясным. Если исследователи смогут это выяснить, новая информация может помочь создать более полную стандартную модель физики элементарных частиц, а также расширить наши знания о внутреннем устройстве планет, звёзд и сверхновых. Потенциальные результаты исследования JUNO могут даже заставить физиков пересмотреть устоявшиеся научные факты, особенно в области квантовой механики.
«Если окажется, что JUNO показывает, что наше понимание неверно, то это станет революцией», — сказал 17 октября Патрик Хубер, директор Центра физики нейтрино Американского технологического университета в Вирджинии.
После активации исследователи намерены сфокусировать JUNO на нейтрино, испускаемых парой атомных электростанций, расположенных примерно в 53 километрах по обе стороны от подземного объекта. Но разобраться в иерархии масс нейтрино не так просто, как измерить их (чрезвычайно малые) массы. По мнению экспертов, потребуется около шести лет экспериментов и анализа, чтобы наконец найти ответы на вопрос об иерархии масс.
Ожидается, что в течение этого времени в таких учреждениях, как возглавляемая США обсерватория IceCube, расположенная на Южном полюсе, а также в японской лаборатории Super-Kamiokande, начнутся отдельные аналогичные проекты. Хотя Китай в настоящее время, по-видимому, опережает своих конкурентов по сравнению с ними, неожиданные повороты в физических исследованиях означают, что первыми, кто найдёт ответы на вопросы о массовой иерархии, могут стать все — при условии, что у вас есть обширные знания в области самых сложных наук Вселенной. Доступ к подземному гигантскому сверкающему стальному детектору, вероятно, тоже будет полезным.