W głębi ziemi, 700 metrów pod powierzchnią prowincji Guangdong w Chinach, rozpoczęło działalność Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO). To monumentalne przedsięwzięcie, będące owocem ponad dziesięcioletnich prac budowlanych i przygotowawczych, stanowi kamień milowy w badaniach nad neutrinami – fundamentalnymi cząstkami elementarnymi, które odgrywają kluczową rolę w zrozumieniu wszechświata. Uruchomienie JUNO, największego na świecie detektora neutrinowego tego typu, otwiera nowy rozdział w fizyce cząstek elementarnych.
JUNO zostało oficjalnie uruchomione 26 sierpnia 2025 roku, rozpoczynając zbieranie danych z wykorzystaniem swojego 20-tysięcznego detektora ciekłego scyntylatora. Głównym celem naukowym obserwatorium jest precyzyjne określenie hierarchii mas neutrin, czyli ustalenie, czy trzeci stan masy neutrin jest cięższy od drugiego. Jest to jedno z najistotniejszych pytań współczesnej fizyki, którego rozwiązanie może rzucić nowe światło na pochodzenie wszechświata i naturę materii. Badania te mają potencjał, by dorównać przełomom nagrodzonym Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki, przyznaną w 2015 roku Takaaki Kajicie i Arthurowi McDonaldowi za odkrycie oscylacji neutrin, które wykazały, że neutrina posiadają masę.
Serce obserwatorium stanowi ogromna, 35,4-metrowa akrylowa sfera wypełniona 20 000 ton ciekłego scyntylatora. Całość jest zanurzona w 12-piętrowym basenie z ultraczystej wody, który zapewnia ochronę przed zakłóceniami zewnętrznymi i promieniowaniem kosmicznym. Detektor jest wyposażony w ponad 43 000 fotopowielaczy, które rejestrują subtelne błyski światła powstające w wyniku rzadkich interakcji neutrin z materią.
JUNO jest zaprojektowane do pracy przez co najmniej 30 lat, a jego budowa pochłonęła ponad 300 milionów dolarów. Projekt JUNO jest wynikiem międzynarodowej współpracy ponad 700 naukowców z 74 instytucji badawczych z 17 krajów i regionów. Ta globalna współpraca podkreśla uniwersalny charakter poszukiwań naukowych i dążenie do poszerzenia ludzkiej wiedzy o fundamentalnych prawach natury.
Obserwatorium będzie badać neutrina pochodzące z różnych źródeł, w tym z pobliskich elektrowni jądrowych Taishan i Yangjiang, a także neutrina słoneczne, atmosferyczne, geoneutrina oraz neutrina z eksplozji supernowych. Szacuje się, że JUNO będzie w stanie wykrywać od 40 do 60 neutrin dziennie. Precyzja pomiarów jest kluczowa; oczekuje się, że JUNO osiągnie rozdzielczość energetyczną poniżej 3% przy 1 MeV.
Wyniki uzyskane przez JUNO mogą nie tylko zrewolucjonizować nasze rozumienie wszechświata, ale także otworzyć nowe możliwości w dziedzinie komunikacji, wykorzystując przenikliwość neutrin do przesyłania sygnałów przez bariery nie do pokonania dla fal radiowych. Po fazie początkowej planowane są modernizacje, które umożliwią poszukiwanie zjawiska podwójnego rozpadu beta bez udziału neutrin, co pozwoli na badanie absolutnej skali mas neutrin.