NYUTRINO IPI NI NZITO ZAIDI? JUNO INAEGEMEA UPANDE MMOJA

Nyutrino zinajulikana kwa kuwa vigumu kunaswa. Ugunduzi kwamba “huyumba” — hubadilisha aina zinaposafiri — ulithibitisha kwamba zina masi. Kuna aina tatu (au “ladha” tatu) za nyutrino, na kila moja ni mchanganyiko wa hali tatu za masi. Wanafizikia wamepima jinsi masi hizo zilivyo mbali kutoka kwa nyingine. Bado hawajui zinakuja kwa mpangilio gani.

Machaguo mawili yamebaki. Katika mpangilio wa kawaida (normal ordering), hali ya tatu ya masi ni nzito kuliko ya kwanza; katika mpangilio uliopinduliwa (inverted ordering), ni nyepesi. Majaribio yanayotumia miale ya viongeza-kasi na nyutrino kutoka angahewa huchunguza swali hili kupitia jinsi maada inavyopinda myumbo, lakini jibu lao limenasana na mambo mengine yasiyojulikana. Kituo cha Uchunguzi wa Nyutrino cha Chini ya Ardhi cha Jiangmen (JUNO) kinalishambulia kwa njia tofauti: kutokana na myumbo safi, katika ombwe, wa antinyutrino zinazotoka kwenye vinu vya nyuklia.

Tufe kubwa chini ya kilima

JUNO iko chini ya Kilima cha Dashi huko Guangdong, China, chini ya mita 650 za mwamba. Moyo wake ni tani 20,000 za kimiminika-skintileta — kimiminika kinachong’aa chembe inapopita — ndani ya tufe la akriliki linalotazamwa na takriban vihisi vikubwa vya mwanga 17,600 na vidogo 25,600.

Antinyutrino zinatoka katika viini vinane vya vinu vya vituo vya nguvu za nyuklia vya Yangjiang na Taishan, kwa wastani umbali wa kilomita 52.5. Moja inapogonga protoni, huzalisha positroni na nyutroni. Mwako wa positroni hutoa nishati; kunaswa kwa nyutroni muda mfupi baadaye kunathibitisha tukio.

Kwa umbali huo, spektra ya nishati hubeba wimbi la polepole lenye viwimbi vya haraka juu yake. Viwimbi hivyo ndivyo vinashikilia mpangilio wa masi. Kuvisoma kunahitaji uwezo wa kipekee wa kutofautisha nishati — takriban 3.5% katikati ya kigunduzi — na ujuzi kamili wa spektra ya kinu kabla ya myumbo wowote. Kwa mara ya kwanza, timu ilitumia kwa ajili hii kigunduzi kidogo kilichowekwa karibu kabisa na kiini kimoja cha Taishan, TAO.

Histogramu ya matukio yaliyogunduliwa dhidi ya nishati, yenye mkunjo wa kijivu ulio juu zaidi sana kwa utabiri usio na myumbo.

Spektra ya nishati ya matukio 8,294: data (nyeusi) iko chini sana ya kile ambacho kingeonekana bila myumbo (kijivu). — Kielelezo 3, JUNO Collaboration (2026), arXiv:2609.37895.

Siku 207, antinyutrino 8,294

Uchambuzi unahusisha siku 207.2 za data, kuanzia 30 Agosti 2025 hadi 18 Mei 2026 — zaidi ya mara tatu ya uchambuzi wa kwanza wa JUNO. Ulifanywa bila kuona matokeo mapema (blind), na makundi matatu huru yaliuendesha sambamba na kupata matokeo yanayolingana.

Vigezo vya “jua”, vinavyoendesha wimbi la polepole, vinafikia usahihi wa 2.1% na 1.1%: vipimo sahihi zaidi duniani, sasa vimeboreshwa tena.
Pengo kubwa la masi, Δm²₃₁, linapimwa na JUNO kwa mara ya kwanza, kwa takriban 1%: +2.509 × 10⁻³ eV² ikiwa mpangilio ni wa kawaida, −2.482 × 10⁻³ eV² ikiwa umepinduliwa.

Kwa kiasi hiki cha data, JUNO peke yake bado inaona suluhisho kadhaa zinazowezekana kwa pengo hilo; kipimo cha awali cha jaribio la Daya Bay kinachagua lililo sahihi, na JUNO inaweka usahihi.

Dokezo kuelekea “wa kawaida”

Ili kupima mipangilio miwili, timu iliongeza thamani za pengo la masi zilizopimwa na majaribio ya viongeza-kasi. Mvutano kati ya matokeo ya vinu na ya viongeza-kasi ni mkubwa zaidi chini ya dhana ya mpangilio uliopinduliwa. Matokeo: mpangilio uliopinduliwa haupendelewi kwa sigma 2.1 (thamani-p ya takriban 2%), bila kujali thamani ya fazi ya CP isiyojulikana. Uchambuzi huru wa Bayes unatoa uwezekano wa 10.18 kwa 1 kwa kupendelea mpangilio wa kawaida.

Paneli mbili za histogramu nyekundu na buluu zikilinganisha mpangilio wa kawaida na uliopinduliwa.

Juu: thamani iliyopimwa (mstari wa vistari) dhidi ya majaribio yaliyoigwa kwa kila mpangilio. Chini: uchambuzi wa Bayes, wenye kigezo cha 10.18 kwa mpangilio wa kawaida. — Kielelezo 8, JUNO Collaboration (2026), arXiv:2609.37895.

Ushirikiano huo unaiita “dalili”, ya kwanza kutoka JUNO. Ugunduzi halisi unahitaji umuhimu wa kitakwimu ulio juu zaidi sana, na miaka zaidi ya data. Njiani, kigunduzi pia kilipima mtiririko wa jionyutrino — antinyutrino kutoka urani na thori ndani ya Dunia — kwa kile ambacho waandishi wanakieleza kama sampuli kubwa zaidi ya wagombea kuwahi kukusanywa.

Ushirikiano wa JUNO unaorodhesha taasisi 62, ikiwemo Taasisi ya Fizikia ya Nishati ya Juu huko Beijing.