Первые данные JUNO
Эксперимент по детектированию нейтрино JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) — один из самых амбициозных мегасайенс-проектов десятилетия. Журнал «Наука и жизнь» сообщал о вводе детектора в строй как об одном из основных достижений 2025 года*. Первые полученные им физические результаты, обработанные международной командой, включая учёных из ОИЯИ, МГУ и ИЯИ РАН, попали прямо на обложку июньского номера журнала Nature**.
* Десять значимых событий 2025 года в физике и астрономии. «Наука и жизнь» №1, 2026 г.
** The JUNO Collaboration. Measurement of reactor neutrino oscillation with the first JUNO data. Nature 654, 343—348 (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10538-z.
Для публикации в Nature учёные проанализировали собранные данные за первые 59,1 дня чистой работы детектора, с 26 августа по 2 ноября 2025 года. За это время было поймано 2379 антинейтрино. Энергетическое разрешение детектора составило рекордные 3% при энергии 1 МэВ — лучший показатель в истории мировой физики. Это означает, что погрешность измерения энергии составляет 3% от измеряемой величины. Если бы вы взвешивали на весах арбуз массой 10 кг, то такая точность соответствует погрешности в 300 грамм, другими словами, весы показы вали бы значение между 9,7 кг и 10,3 кг. Может показаться, что это довольно грубо. Для взвешивания товара в магазине — да, но для сложнейших измерений такой неуловимой частицы, как нейтрино, — феноменальный результат. Точность измерения ключевых параметров нейтринных осцилляций стала в 1,6 раза лучше по сравнению со всеми накопленными в мире данными за прошлые десятилетия.
Эксперимент JUNO спроектирован в первую очередь для высокоточного исследования квантового эффекта нейтринных осцилляций (превращения нейтрино из одного типа в другой в полёте). Здесь содержится одна из главных нерешённых загадок современной физики: проблема иерархии масс нейтрино.
Всё дело в том, что по основной теории микромира Стандартной модели у нейтрино вообще не должно быть массы покоя, как у фотонов. Однако физики выяснили, что нейтрино бывают трёх «ароматов», или видов, — электронное, мюонное, тау — и умеют на лету осциллировать, то есть превращаться друг в друга. Сам факт осцилляций доказывает, что масса у нейтрино есть, хотя и ничтожно мала. За открытие этого явления Такааки Кадзита и Артур Макдональд получили Нобелевскую премию по физике 2015 года***.
*** См. статью: А. Понятов. Оборотни микромира. «Наука и жизнь» № 11, 2015 г.
Исследователи установили, что у нейтрино есть три массовых состояния, и нашли разницу в массе между ними, но до сих пор не могут понять, какое из них самое тяжёлое, а какое — самое лёгкое. Два значения m1 и m2 очень близки друг к другу, а третье m3 — сильно отличается. Главный вопрос: третье состояние намного тяжелее двух первых (прямая или нормальная иерархия) или намного легче (обратная иерархия)? Если