कौन-सा न्यूट्रिनो सबसे भारी है? JUNO एक ओर झुकता है

न्यूट्रिनो को पकड़ना बेहद मुश्किल होने के लिए मशहूर है। यह खोज कि वे “दोलन” करते हैं — यात्रा करते हुए अपना प्रकार बदलते हैं — इस बात को स्थापित कर गई कि उनमें द्रव्यमान होता है। न्यूट्रिनो के तीन प्रकार (या “फ़्लेवर”) हैं, और हर एक तीन द्रव्यमान-अवस्थाओं का मिश्रण है। भौतिकविदों ने माप लिया है कि ये द्रव्यमान एक-दूसरे से कितने अलग हैं। उन्हें अब भी नहीं पता कि वे किस क्रम में आते हैं।

दो विकल्प बचे हैं। सामान्य क्रम में तीसरी द्रव्यमान-अवस्था पहली से भारी होती है; उलटे क्रम में यह हल्की होती है। त्वरक किरण-पुंजों और वायुमंडल से आने वाले न्यूट्रिनो वाले प्रयोग इस सवाल की जाँच इस बात से करते हैं कि पदार्थ दोलनों को कैसे मोड़ता है, पर उनका उत्तर दूसरी अज्ञात चीज़ों में उलझा रहता है। जियांगमेन भूमिगत न्यूट्रिनो वेधशाला (JUNO) इस पर अलग ढंग से हमला करती है: परमाणु रिएक्टरों से निकलने वाले एंटीन्यूट्रिनो के शुद्ध, निर्वात दोलन के ज़रिए।

एक पहाड़ी के नीचे विशाल गोला

JUNO चीन के ग्वांगडोंग में दाशी पहाड़ी के नीचे, 650 मीटर चट्टान के नीचे स्थित है। इसका दिल है 20,000 टन तरल स्किंटिलेटर — ऐसा तरल जो किसी कण के गुज़रने पर चमकता है — जो एक ऐक्रेलिक गोले के भीतर है और जिस पर लगभग 17,600 बड़े और 25,600 छोटे प्रकाश-संवेदक नज़र रखते हैं।

एंटीन्यूट्रिनो यांगजियांग और ताइशान परमाणु बिजलीघरों के आठ रिएक्टर कोर से आते हैं, जो औसतन 52.5 किलोमीटर दूर हैं। जब कोई एंटीन्यूट्रिनो एक प्रोटॉन से टकराता है, तो वह एक पॉज़िट्रॉन और एक न्यूट्रॉन पैदा करता है। पॉज़िट्रॉन की चमक ऊर्जा बताती है; एक पल बाद न्यूट्रॉन का पकड़ा जाना घटना की पुष्टि करता है।

उस दूरी पर ऊर्जा स्पेक्ट्रम में एक धीमी लहर होती है जिसके ऊपर तेज़ लहरियाँ होती हैं। द्रव्यमान-क्रम इन्हीं लहरियों में छिपा है। इन्हें पढ़ने के लिए असाधारण ऊर्जा-विभेदन चाहिए — डिटेक्टर के केंद्र में लगभग 3.5% — और किसी भी दोलन से पहले रिएक्टर स्पेक्ट्रम का पूरा ज्ञान। इसके लिए टीम ने पहली बार ताइशान के एक कोर के ठीक बगल में रखे एक छोटे डिटेक्टर, TAO, का इस्तेमाल किया।

8,294 घटनाओं का ऊर्जा स्पेक्ट्रम: आँकड़े (काला) उससे कहीं नीचे हैं जो बिना दोलन के दिखता (धूसर)। — चित्र 3, JUNO सहयोग (2026), arXiv:2609.37895।

207 दिन, 8,294 एंटीन्यूट्रिनो

विश्लेषण में 30 अगस्त 2025 से 18 मई 2026 तक के 207.2 दिनों के आँकड़े शामिल हैं — JUNO के पहले विश्लेषण से तीन गुना से भी ज़्यादा। यह अंधे (blind) तरीक़े से किया गया, और तीन स्वतंत्र समूहों ने इसे समानांतर चलाकर संगत नतीजे पाए।

• “सौर” प्राचल, जो धीमी लहर को चलाते हैं, 2.1% और 1.1% परिशुद्धता तक पहुँचते हैं: दुनिया के सबसे सटीक माप, जो अब फिर से बेहतर हुए हैं।
• बड़ा द्रव्यमान-अंतर, Δm²₃₁, JUNO ने पहली बार मापा है, लगभग 1% तक: सामान्य क्रम होने पर +2.509 × 10⁻³ eV², उलटा होने पर −2.482 × 10⁻³ eV²।

इतने आँकड़ों के साथ JUNO अकेले अब भी उस अंतर के कई संभावित हल देखता है; डाया बे प्रयोग का एक पहले का माप सही हल चुनता है, और JUNO परिशुद्धता तय करता है।

“सामान्य” की ओर एक इशारा

दोनों क्रमों को तौलने के लिए टीम ने त्वरक प्रयोगों द्वारा मापे गए द्रव्यमान-अंतर के मान जोड़े। उलटे क्रम की परिकल्पना में रिएक्टर और त्वरक नतीजों के बीच का तनाव ज़्यादा है। नतीजा: अज्ञात CP कला का मान चाहे जो हो, उलटा क्रम 2.1 सिग्मा (लगभग 2% का p-मान) पर कम संभावित ठहरता है। एक स्वतंत्र बेज़ियन विश्लेषण सामान्य क्रम के पक्ष में 10.18 के मुक़ाबले 1 की संभावना देता है।

ऊपर: मापा गया मान (टूटी रेखा) हर क्रम के लिए सिम्युलेट किए गए प्रयोगों के सामने। नीचे: बेज़ियन विश्लेषण, सामान्य क्रम के लिए 10.18 के गुणक के साथ। — चित्र 8, JUNO सहयोग (2026), arXiv:2609.37895।

सहयोग इसे एक “संकेत” कहता है, JUNO का पहला। असली खोज के लिए कहीं ऊँची सार्थकता और आँकड़ों के और कई साल चाहिए। इस राह में डिटेक्टर ने भू-न्यूट्रिनो (geoneutrinos) — पृथ्वी के भीतर यूरेनियम और थोरियम से आने वाले एंटीन्यूट्रिनो — का प्रवाह भी मापा, जिसे लेखक अब तक जुटाया गया उम्मीदवारों का सबसे बड़ा नमूना बताते हैं।

JUNO सहयोग में 62 संस्थान शामिल हैं, जिनमें बीजिंग का इंस्टिट्यूट ऑफ़ हाई एनर्जी फ़िज़िक्स भी है।