کدام نوترینو سنگین‌ترین است؟ جونو به یک سو متمایل است
به دام انداختن نوترینوها به دشواری شهره است. کشف اینکه آن‌ها «نوسان» می‌کنند — یعنی در طول مسیر نوعشان عوض می‌شود — ثابت کرد که جرم دارند. سه نوع (یا «طعم») نوترینو وجود دارد و هر کدام آمیزه‌ای از سه حالت جرمی است. فیزیک‌دانان اندازه گرفته‌اند که این جرم‌ها چقدر از هم فاصله دارند. هنوز نمی‌دانند به چه ترتیبی قرار می‌گیرند.
دو گزینه باقی مانده است. در ترتیب عادی، حالت جرمی سوم از اولی سنگین‌تر است؛ در ترتیب وارون، سبک‌تر است. آزمایش‌ها با باریکه‌های شتاب‌دهنده و با نوترینوهای جوّی این پرسش را از طریق شیوه‌ای که ماده نوسان‌ها را خم می‌کند بررسی می‌کنند، اما پاسخشان با مجهولات دیگری درهم‌تنیده است. رصدخانهٔ زیرزمینی نوترینوی جیانگ‌من (JUNO) از راه دیگری به آن حمله می‌کند: از نوسان خالص و در خلأ آنتی‌نوترینوهایی که از رآکتورهای هسته‌ای بیرون می‌آیند.
کره‌ای غول‌پیکر زیر یک تپه
جونو زیر تپهٔ داشی در گوانگدونگ چین، زیر 650 متر سنگ قرار دارد. قلب آن 20,000 تن سوسوزن مایع است — مایعی که با گذر یک ذره می‌درخشد — درون کره‌ای اکریلیکی که حدود 17,600 حسگر نوری بزرگ و 25,600 حسگر کوچک آن را می‌پایند.
آنتی‌نوترینوها از هشت قلب رآکتور نیروگاه‌های هسته‌ای یانگ‌جیانگ و تایشان، به‌طور میانگین در 52.5 کیلومتری، می‌آیند. وقتی یکی به پروتونی برخورد می‌کند، یک پوزیترون و یک نوترون تولید می‌کند. درخشش پوزیترون انرژی را می‌دهد؛ گیراندازی نوترون لحظه‌ای بعد رویداد را تأیید می‌کند.
در این فاصله، طیف انرژی موجی آهسته با موج‌ریزهای تندی بر رویش دارد. این موج‌ریزها ترتیب جرمی را در خود دارند. خواندنشان به تفکیک انرژی استثنایی‌ای — حدود 3.5٪ در مرکز آشکارساز — و شناخت کامل طیف رآکتور پیش از هر نوسانی نیاز دارد. گروه برای نخستین بار از یک آشکارساز کوچک به نام TAO که درست کنار یکی از قلب‌های تایشان قرار گرفته برای این کار استفاده کرد.
طیف انرژی 8,294 رویداد: داده‌ها (سیاه) بسیار پایین‌تر از آن چیزی هستند که بدون نوسان دیده می‌شد (خاکستری). — شکل 3، همکاری JUNO (2026)، arXiv:2609.37895.
207 روز، 8,294 آنتی‌نوترینو
تحلیل 207.2 روز داده را، از 30 اوت 2025 تا 18 مه 2026، پوشش می‌دهد — بیش از سه برابر نخستین تحلیل جونو. این تحلیل به‌صورت کور انجام شد و سه گروه مستقل آن را به‌موازات با نتایج سازگار اجرا کردند.
- پارامترهای «خورشیدی» که موج آهسته را هدایت می‌کنند به دقت 2.1٪ و 1.1٪ می‌رسند: دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌های جهان، که اکنون باز هم بهتر شده‌اند.
- شکاف جرمی بزرگ، Δm²₃₁، برای نخستین بار توسط جونو با دقت حدود 1٪ اندازه‌گیری می‌شود: +2.509 × 10⁻³ eV² اگر ترتیب عادی باشد، −2.482 × 10⁻³ eV² اگر وارون باشد.
با این مقدار داده، جونو به‌تنهایی هنوز چند جواب ممکن برای این شکاف می‌بیند؛ اندازه‌گیری پیشین آزمایش دایا بِی جواب درست را برمی‌گزیند و جونو دقت را تعیین می‌کند.
اشاره‌ای به سوی «عادی»
برای سنجیدن دو ترتیب، گروه مقادیر شکاف جرمی اندازه‌گیری‌شده در آزمایش‌های شتاب‌دهنده را افزود. تنش میان نتایج رآکتور و شتاب‌دهنده در فرضیهٔ وارون بیشتر است. نتیجه: ترتیب وارون با 2.1 سیگما (مقدار p حدود 2٪) نامحتمل‌تر است، هر مقداری که فاز CP ناشناخته داشته باشد. یک تحلیل بیزی مستقل احتمال 10.18 به 1 به سود ترتیب عادی می‌دهد.
بالا: مقدار اندازه‌گیری‌شده (خط‌چین) در برابر آزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده برای هر ترتیب. پایین: تحلیل بیزی، با ضریب 10.18 برای ترتیب عادی. — شکل 8، همکاری JUNO (2026)، arXiv:2609.37895.
این همکاری آن را یک «نشانه» می‌نامد، نخستین نشانه از جونو. یک کشف واقعی به معناداری بسیار بالاتر و سال‌های بیشتری داده نیاز دارد. در این میان آشکارساز شار ژئونوترینوها — آنتی‌نوترینوهای حاصل از اورانیوم و توریوم درون زمین — را هم اندازه گرفت، با آنچه نویسندگان بزرگ‌ترین نمونهٔ نامزدهایی که تاکنون گردآوری شده توصیف می‌کنند.
همکاری JUNO فهرستی از 62 مؤسسه دارد، از جمله مؤسسهٔ فیزیک انرژی‌های بالا در پکن.