எந்த நியூட்ரினோ மிகக் கனமானது? JUNO ஒரு பக்கம் சாய்கிறது

நியூட்ரினோக்களைப் பிடிப்பது கடினம் என்பது பிரசித்தம். அவை “அலைவுறுகின்றன” — பயணிக்கும்போது வகை மாறுகின்றன — என்ற கண்டுபிடிப்பு, அவற்றுக்கு நிறை உண்டு என்பதை நிறுவியது. நியூட்ரினோக்களில் மூன்று வகைகள் (அல்லது “சுவைகள்”) உள்ளன; ஒவ்வொன்றும் மூன்று நிறை நிலைகளின் கலவை. அந்த நிறைகள் ஒன்றுக்கொன்று எவ்வளவு இடைவெளியில் உள்ளன என்பதை இயற்பியலாளர்கள் அளந்துவிட்டனர். அவை எந்த வரிசையில் வருகின்றன என்பது இன்னும் அவர்களுக்குத் தெரியாது.

இரண்டு வாய்ப்புகள் எஞ்சியுள்ளன. இயல்பான வரிசையில் (normal ordering), மூன்றாவது நிறை நிலை முதலாவதை விடக் கனமானது; தலைகீழ் வரிசையில் (inverted ordering), அது லேசானது. முடுக்கிக் கற்றைகளையும் வளிமண்டல நியூட்ரினோக்களையும் கொண்ட சோதனைகள், பொருள் அலைவுகளை வளைக்கும் விதத்தின் வழியே இந்தக் கேள்வியை ஆராய்கின்றன; ஆனால் அவற்றின் விடை பிற அறியப்படாதவற்றுடன் பின்னிப் பிணைந்துள்ளது. ஜியாங்மென் நிலத்தடி நியூட்ரினோ ஆய்வகம் (JUNO) இதை வேறுவிதமாக அணுகுகிறது: அணு உலைகளிலிருந்து வெளிவரும் எதிர்நியூட்ரினோக்களின் தூய, வெற்றிட அலைவிலிருந்து.

ஒரு மலைக்கு அடியில் ஒரு மாபெரும் கோளம்

JUNO, சீனாவின் குவாங்டாங்கில் உள்ள டாஷி மலைக்கு (Dashi Hill) அடியில், 650 மீட்டர் பாறைக்குக் கீழே அமைந்துள்ளது. அதன் இதயம் 20,000 டன் திரவ மின்னொளிர்வி (liquid scintillator) — ஒரு துகள் கடக்கும்போது ஒளிரும் திரவம் — சுமார் 17,600 பெரிய, 25,600 சிறிய ஒளி உணரிகள் கண்காணிக்கும் ஓர் அக்ரிலிக் கோளத்துக்குள் உள்ளது.

எதிர்நியூட்ரினோக்கள், சராசரியாக 52.5 கிலோமீட்டர் தொலைவில் உள்ள யாங்ஜியாங், தைஷான் அணுமின் நிலையங்களின் எட்டு அணு உலை மையங்களிலிருந்து வருகின்றன. ஒன்று ஒரு புரோட்டானைத் தாக்கும்போது, அது ஒரு பாசிட்ரானையும் ஒரு நியூட்ரானையும் உருவாக்குகிறது. பாசிட்ரானின் மின்னல் ஆற்றலைத் தருகிறது; சற்று நேரம் கழித்து நியூட்ரான் பிடிக்கப்படுவது நிகழ்வை உறுதிப்படுத்துகிறது.

அந்தத் தொலைவில், ஆற்றல் நிறமாலையில் ஒரு மெதுவான அலையும் அதன் மேல் வேகமான சிற்றலைகளும் உள்ளன. சிற்றலைகளில்தான் நிறை வரிசை உள்ளது. அவற்றை வாசிக்க விதிவிலக்கான ஆற்றல் பகுதிறன் — உணரியின் மையத்தில் சுமார் 3.5% — தேவை; எந்த அலைவுக்கும் முன்பான அணு உலை நிறமாலை பற்றிய முழுமையான அறிவும் தேவை. இதற்காக முதல் முறையாக, ஒரு தைஷான் மையத்துக்கு மிக அருகில் வைக்கப்பட்ட TAO என்ற சிறிய உணரியைக் குழு பயன்படுத்தியது.

8,294 நிகழ்வுகளின் ஆற்றல் நிறமாலை: தரவுகள் (கருப்பு), அலைவு இல்லையென்றால் காணப்பட்டிருக்கக்கூடியதை (சாம்பல்) விட வெகு கீழே உள்ளன. — படம் 3, JUNO Collaboration (2026), arXiv:2609.37895.

207 நாட்கள், 8,294 எதிர்நியூட்ரினோக்கள்

இந்தப் பகுப்பாய்வு 30 ஆகஸ்ட் 2025 முதல் 18 மே 2026 வரையிலான 207.2 நாட்கள் தரவுகளை உள்ளடக்கியது — JUNO-வின் முதல் பகுப்பாய்வை விட மூன்று மடங்குக்கும் அதிகம். இது குருட்டு முறையில் (blind) செய்யப்பட்டது; மூன்று சுயாதீனக் குழுக்கள் இணையாக இயக்கி, ஒத்த முடிவுகளைப் பெற்றன.

• மெதுவான அலையை இயக்கும் “சூரிய” அளவுருக்கள் 2.1%, 1.1% துல்லியத்தை எட்டுகின்றன: உலகின் மிகத் துல்லியமான அளவீடுகள், இப்போது மீண்டும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளன.
• பெரிய நிறை இடைவெளியான Δm²₃₁, JUNO-வால் முதல் முறையாக சுமார் 1% துல்லியத்தில் அளக்கப்பட்டுள்ளது: வரிசை இயல்பானதெனில் +2.509 × 10⁻³ eV², தலைகீழெனில் −2.482 × 10⁻³ eV².

இந்த அளவு தரவுகளுடன், JUNO தனியாக அந்த இடைவெளிக்குப் பல சாத்தியமான தீர்வுகளை இன்னும் காண்கிறது; டாயா பே (Daya Bay) சோதனையின் முந்தைய அளவீடு சரியானதைத் தேர்ந்தெடுக்கிறது, JUNO துல்லியத்தை நிர்ணயிக்கிறது.

“இயல்பான” வரிசையை நோக்கி ஒரு சுட்டுதல்

இரண்டு வரிசைகளையும் எடைபோட, முடுக்கிச் சோதனைகள் அளந்த நிறை இடைவெளி மதிப்புகளைக் குழு சேர்த்தது. அணு உலை முடிவுகளுக்கும் முடுக்கி முடிவுகளுக்கும் இடையிலான முரண் தலைகீழ் கருதுகோளின் கீழ் அதிகமாக உள்ளது. முடிவு: அறியப்படாத CP கட்டத்தின் மதிப்பு எதுவாக இருந்தாலும், தலைகீழ் வரிசை 2.1 சிக்மா அளவில் (சுமார் 2% p-மதிப்பு) ஆதரவு இழக்கிறது. ஒரு சுயாதீன பேய்சியன் பகுப்பாய்வு இயல்பான வரிசைக்குச் சாதகமாக 10.18-க்கு 1 என்ற வாய்ப்பைத் தருகிறது.

மேலே: ஒவ்வொரு வரிசைக்குமான உருவகப்படுத்தப்பட்ட சோதனைகளுக்கு எதிராக அளக்கப்பட்ட மதிப்பு (புள்ளிக்கோடு). கீழே: இயல்பான வரிசைக்கு 10.18 காரணியுடன் பேய்சியன் பகுப்பாய்வு. — படம் 8, JUNO Collaboration (2026), arXiv:2609.37895.

கூட்டமைப்பு இதை JUNO-விடமிருந்து வரும் முதல் “சுட்டுதல்” என்று அழைக்கிறது. ஓர் உண்மையான கண்டுபிடிப்புக்கு மிக அதிகமான முக்கியத்துவமும் (significance) இன்னும் பல ஆண்டுத் தரவுகளும் தேவை. இடையில், உணரி புவிநியூட்ரினோக்களின் (geoneutrinos) — பூமிக்குள் உள்ள யுரேனியம், தோரியத்திலிருந்து வரும் எதிர்நியூட்ரினோக்களின் — பாய்வையும் அளந்தது; இதுவரை சேகரிக்கப்பட்டதிலேயே மிகப் பெரிய வேட்பாளர் மாதிரித் தொகுப்பு என்று ஆய்வாளர்கள் அதை விவரிக்கின்றனர்.

JUNO கூட்டமைப்பில் பெய்ஜிங்கில் உள்ள உயர் ஆற்றல் இயற்பியல் நிறுவனம் (Institute of High Energy Physics) உட்பட 62 நிறுவனங்கள் இடம்பெற்றுள்ளன.