22°07′06″N 112°31′07″E / 22.11827, -112.51867 [1]
El Observatorio de Neutrinos Subterráneos de Jiangmen ( JUNO ) es un experimento de neutrinos de reactor de línea base media [2] [3] en construcción en Kaiping , Jiangmen en la provincia de Guangdong en el sur de China . Tiene como objetivo determinar la jerarquía de masas de neutrinos y realizar mediciones de precisión de los elementos de la matriz Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata . Se basará en los resultados de los parámetros de mezcla de muchos experimentos anteriores. La colaboración se formó en julio de 2014 [4] y la construcción comenzó el 10 de enero de 2015. [5] La financiación es proporcionada por una colaboración de instituciones internacionales. Originalmente programado para comenzar a tomar datos en 2023, [6] a partir de marzo de 2024, la instalación JUNO de US$376 millones está programada para entrar en funcionamiento a fines de 2024. [7] [8]
Planeado como una continuación del Experimento de Neutrinos del Reactor de la Bahía de Daya , originalmente iba a estar ubicado en la misma área, pero la construcción de un tercer reactor nuclear (la Planta de Energía Nuclear de Lufeng ) en esa región interrumpiría el experimento, que depende de mantener una distancia fija a los reactores nucleares cercanos. [9] : 9 En cambio, se trasladó al oeste a un sitio (ciudad de Jingji, Kaiping, Jiangmen) [5] ubicado a 53 km de las plantas de energía nuclear de Yangjiang y Taishan . [9] : 4
El detector principal consiste en una esfera de vidrio acrílico transparente de 35,4 m (116 pies) de diámetro que contiene 20.000 toneladas de centelleador líquido de alquilbenceno lineal , rodeada por una armadura de acero inoxidable que sostiene aproximadamente 43.200 tubos fotomultiplicadores (17.612 tubos grandes de 20 pulgadas (51 cm) de diámetro y 25.600 tubos de 3 pulgadas (7,6 cm) que llenan los espacios entre ellos), sumergidos en una piscina de agua instrumentada con 2400 tubos fotomultiplicadores adicionales como veto de muones. [8] [10] A partir de 2022, la construcción del detector está en marcha. [11] El despliegue de este subterráneo de 700 m (2300 pies) detectará neutrinos con una excelente resolución energética. [3] La sobrecarga incluye 270 m de montaña de granito, que reducirá el fondo cósmico de muones. [12]
La distancia mucho mayor a los reactores (en comparación con los menos de 2 km del detector lejano de Daya Bay) hace que el experimento pueda distinguir mejor las oscilaciones de neutrinos, pero requiere un detector mucho más grande y mejor protegido para detectar una cantidad suficiente de neutrinos del reactor.
El enfoque principal del detector JUNO para medir las oscilaciones de neutrinos es la observación de antineutrinos electrónicos (
no
mi) procedentes de dos plantas de energía nuclear a aproximadamente 53 km de distancia. [12] Dado que la tasa esperada de neutrinos que llegan al detector se conoce a partir de los procesos en las plantas de energía, la ausencia de un cierto sabor a neutrino puede dar una indicación de los procesos de transición. [12]
La parte cuantitativa del experimento requiere medir las oscilaciones del sabor de los neutrinos en función de la distancia. Esto parece imposible, ya que tanto los reactores como el detector son completamente inamovibles, pero la velocidad de oscilación varía con la energía (detalles en Oscilación de neutrinos § Propagación e interferencia ). Como los reactores emiten neutrinos con un rango de energías, se puede observar un rango de distancias efectivas, limitado por la precisión con la que se puede medir la energía de cada neutrino.
Aunque no es su objetivo principal, el detector es sensible también a los neutrinos atmosféricos , a los geoneutrinos y a los neutrinos de las supernovas .
Daya Bay y RENO midieron θ 13 y determinaron que tiene un valor grande distinto de cero. Daya Bay podrá medir el valor con una precisión de aproximadamente el 4 % y RENO, de aproximadamente el 7 % después de varios años. JUNO está diseñado para mejorar la incertidumbre en varios parámetros de neutrinos a menos del 1 %. [13]