Βαθιά κάτω από τη γη, στα νότια της Κίνας, ξεκίνησε η λειτουργία ενός από τα πιο φιλόδοξα πειράματα στη σύγχρονη φυσική. Το Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) άνοιξε επίσημα τις «πύλες» του στις 26 Αυγούστου, εγκαινιάζοντας έναν ανιχνευτή υγρού σπινθηριστή βάρους 20.000 τόνων, τον μεγαλύτερο που έχει κατασκευαστεί ποτέ. Το έργο αυτό, που χρειάστηκε περισσότερα από δέκα χρόνια προετοιμασίας και συνεργασία εκατοντάδων επιστημόνων απ’ όλο τον κόσμο, στοχεύει να λύσει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της Σωματιδιακής Φυσικής: την πραγματική διάταξη των μαζών των νετρίνων.
Η επίτευξη αυτή δεν αποτελεί μόνο τεχνολογικό κατόρθωμα, αλλά ανοίγει και τον δρόμο για νέες ανακαλύψεις. Από την παρατήρηση σημάτων που θα μπορούσαν να προέρχονται από υπερκαινοφανείς αστέρες (supernova), μέχρι την αναζήτηση αποδείξεων για φαινόμενα πέρα από τη γνωστή φυσική, το JUNO φιλοδοξεί να σταθεί στην πρώτη γραμμή της επιστημονικής εξερεύνησης.
Ο επικεφαλής εκπρόσωπος του προγράμματος, καθηγητής Yifang Wang από το Institute of High Energy Physics της Chinese Academy of Sciences, τόνισε ότι η στιγμή αυτή αποτελεί «ιστορικό ορόσημο». Όπως δήλωσε, για πρώτη φορά λειτουργεί ένας ανιχνευτής τέτοιου μεγέθους και ακρίβειας αφιερωμένος αποκλειστικά στη μελέτη των νετρίνων, προσφέροντας τη δυνατότητα να απαντηθούν θεμελιώδη ερωτήματα για τη φύση της ύλης και του σύμπαντος.
Το JUNO είναι τοποθετημένο 700 μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης, κοντά στην πόλη Jiangmen στην επαρχία Guangdong. Χρησιμοποιεί τα αντινετρίνα που παράγονται στους πυρηνικούς σταθμούς Taishan και Yangjiang, σε απόσταση περίπου 53 χιλιομέτρων, καταγράφοντας το ενεργειακό τους φάσμα με πρωτόγνωρη ακρίβεια. Σε αντίθεση με άλλες μεθόδους, η ανάλυση που προσφέρει είναι σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητη από τα φαινόμενα που προκαλεί η ύλη της Γης, μειώνοντας τις αβεβαιότητες και επιτρέποντας καθαρότερη απάντηση στο ερώτημα για τη μάζα των νετρίνων.
Η πορεία προς την υλοποίηση του JUNO υπήρξε μακρά. Το έργο προτάθηκε το 2008, έλαβε την επίσημη έγκριση το 2013 και ξεκίνησε την υπόγεια κατασκευή του το 2015. Η εγκατάσταση του ανιχνευτή ξεκίνησε στα τέλη του 2021 και ολοκληρώθηκε τον Δεκέμβριο του 2024. Στη συνέχεια, μέσα σε διάστημα 45 ημερών, γεμίστηκαν 60.000 τόνοι υπερκαθαρού νερού, πριν ξεκινήσει η σταδιακή πλήρωση της γιγαντιαίας ακρυλικής σφαίρας με τον σπινθηριστή. Η διαδικασία, που διήρκησε έξι μήνες, απαιτούσε ακραία ακρίβεια και συνεχή παρακολούθηση ώστε να διασφαλιστεί η σταθερότητα και η καθαρότητα των υλικών.
Στην καρδιά του JUNO βρίσκεται μια σφαίρα διαμέτρου 35,4 μέτρων, περικυκλωμένη από μια χαλύβδινη κατασκευή διαμέτρου 41,1 μέτρων. Εκεί είναι τοποθετημένα 20.000 φωτοπολλαπλασιαστές διαμέτρου 20 ιντσών και άλλοι 25.600 μικρότεροι, μαζί με προηγμένα ηλεκτρονικά συστήματα, καλωδιώσεις και οπτικές επιφάνειες. Όλος αυτός ο εξοπλισμός λειτουργεί ταυτόχρονα για να «συλλαμβάνει» τις αδιόρατες λάμψεις φωτός που παράγονται όταν τα νετρίνα αλληλεπιδρούν με το υγρό και να τις μετατρέπει σε μετρήσιμα ηλεκτρικά σήματα.
Η επικεφαλής μηχανικός του έργου, καθηγήτρια MA Xiaoyan, χαρακτήρισε την κατασκευή του ανιχνευτή ως «ένα ταξίδι γεμάτο προκλήσεις», που απαίτησε όχι μόνο νέες ιδέες και τεχνολογίες, αλλά και χρόνια σχολαστικού σχεδιασμού, δοκιμών και υπομονής. Όπως είπε, η επιτυχία οφείλεται στη συλλογική δουλειά εκατοντάδων μηχανικών και τεχνικών που κατάφεραν να μετατρέψουν ένα φιλόδοξο σχέδιο σε πραγματικότητα.
Το JUNO αποτελεί προϊόν διεθνούς συνεργασίας, με πάνω από 700 ερευνητές από 74 ιδρύματα και 17 χώρες να συμμετέχουν ενεργά. Ο αναπληρωτής εκπρόσωπος του προγράμματος, καθηγητής Gioacchino Ranucci από το Πανεπιστήμιο του Μιλάνου, σημείωσε ότι η σημερινή επιτυχία είναι αποτέλεσμα της παγκόσμιας συνεργασίας στον τομέα των ανιχνευτών σπινθηριστών, που έσπρωξε την τεχνολογία στα όρια των δυνατοτήτων της.
Το ερευνητικό κέντρο έχει σχεδιαστεί να λειτουργεί για τουλάχιστον 30 χρόνια, με προοπτική μελλοντικής αναβάθμισης ώστε να αναζητήσει φαινόμενα ακόμη πιο σπάνια και θεμελιώδη, όπως η νετρονιόβια διπλή βήτα διάσπαση χωρίς νετρίνα. Αν αυτή αποδειχθεί, θα αλλάξει ριζικά την κατανόησή μας για τη φύση των νετρίνων και, κατ’ επέκταση, για τη θεμελιώδη δομή του Σύμπαντος.
[via]
