Разположен на дълбочина 700 метра, той ще бъде най-прецизният до момента, благодарение на своите параметри.
„Завършването на процеса на пълнене на детектора JUNO и започването на събирането на данни бележи исторически етап“, обясни в изявление Ифан Уанг, учен от Института по физика на високите енергии (IHEP) към Китайската академия на науките и говорител на JUNO. „За първи път имаме в действие детектор от такъв мащаб и прецизност, посветен на неутрино. JUNO ще ни позволи да отговорим на фундаментални въпроси за природата на материята и Вселената.“
Разположен на 700 метра под земята близо до град Дзянмън, провинция Гуандун, JUNO открива антинеутрино, произведени на 53 километра разстояние от атомните електроцентрали Тайшан и Янцзян, и измерва техния енергиен спектър с рекордна прецизност. За разлика от други методи, определянето на масовото подреждане на JUNO е независимо от ефектите на материята върху Земята и е практически без дегенерации на параметрите. JUNO ще осигури и подобрения в прецизността на няколко параметъра на неутрино трептене и ще позволи авангардни изследвания на неутрино от Слънцето, свръхновите, атмосферата и Земята. Това ще отвори и нови възможности за изследване на физиката, включително търсенето на стерилни неутрино и разпад на протони.
Строителството на JUNO започва през 2015 г. Монтажът на детектора започна през декември 2021 г. и беше завършен през декември 2024 г., последвано от поетапна кампания за запълване. За 45 дни екипът напълни 60 000 тона ултрачиста вода, поддържайки разликата в нивото на течността между вътрешната и външната акрилна сфера с точност до сантиметър и несигурност на дебита по-малка от 0,5%, за да защити структурната му цялост.
През следващите шест месеца 20 000 тона течен сцинтилатор бяха напълнени в акрилната сфера с диаметър 35,4 метра, измествайки водата. По време на целия процес бяха спазени строги изисквания за свръхвисока чистота, оптична прозрачност и изключително ниска радиоактивност.
Изучаването на неутрино е важно, защото ни позволява да разберем Слънцето и други звездни процеси, да изследваме физиката отвъд Стандартния модел, да наблюдаваме екстремни космически събития и да разберем формирането на структурата във Вселената. Неутрино могат да бъдат инструмент за изучаване на тъмната материя. В сърцето на JUNO е централен детектор с течен сцинтилатор (материал, който светва, когато йонизиращо лъчение преминава през него) с безпрецедентна ефективна маса от 20 000 тона, разположен в центъра на 44-метров воден басейн. Конструкция от неръждаема стомана с диаметър 41,1 метра поддържа 35,4-метровата акрилна сфера, сцинтилатора, 20 000 20-инчови фотоумножителни тръби (ФУТ), 25 600 3-инчови ФУТ, входна електроника, окабеляване, антимагнитни компенсационни бобини и оптични панели. Всички ФУТ работят едновременно, за да улавят сцинтилационна светлина от неутринни взаимодействия и да я преобразуват в електрически сигнали.
„Изграждането на JUNO беше процес на изключителни предизвикателства“, добавя М.А. Сяоян, главен инженер на JUNO. „Това изискваше не само нови идеи и технологии, но и години на внимателно планиране, тестване и постоянство. Спазването на строгите изисквания за чистота, стабилност и безопасност изискваше всеотдайността на стотици инженери и техници. Екипната работа и почтеността превърнаха смелия дизайн във функционален детектор, готов да отвори нов прозорец към света на неутрино.“
JUNO е създаден от IHEP и включва повече от 700 учени от 74 институции в 17 държави. „Историческото постижение, което обявяваме днес, е резултат от международно сътрудничество на множество изследователски групи извън Китай, които внасят в JUNO опита, натрупан от предишни конфигурации на течни сцинтилатори.“ „Международната общност на течните сцинтилатори доведе технологията до нейните граници, проправяйки пътя за амбициозните физически цели на експеримента“, заключава професор Джоакино Ранучи, заместник-говорител на JUNO и професор в Миланския университет.
JUNO е проектирана за научен живот до 30 години, с процес на обновяване, който ще доведе до водещо в света търсене на безнеутрино двоен бета-разпад. Подобно обновяване би изследвало абсолютната скала на масата на неутрино и би проверило дали те са частици на Майорана, като би отговорило на фундаментални въпроси, обхващащи физиката на елементарните частици, астрофизиката и космологията и би променило нашето разбиране за Вселената.