Nelle profondità della terra in Cina, l’imponente osservatorio di neutrini JUNO ha realizzato la sua prima importante scoperta scientifica, ottenendo una delle misurazioni più precise finora effettuate su come gli sfuggenti neutrini cambiano durante il loro percorso. Utilizzando soli 59 giorni di dati, i ricercatori hanno migliorato notevolmente le misurazioni di proprietà chiave dei neutrini, rafforzando la fiducia nella capacità di JUNO di affrontare uno dei più grandi misteri della fisica delle particelle: determinare la vera gerarchia di massa dei neutrini.
L’Osservatorio sotterraneo di neutrini di Jiangmen (JUNO) ha raggiunto il suo primo importante traguardo scientifico. Il 10 giugno, Nature ha pubblicato in copertina il primo risultato fisico dell’esperimento.
Utilizzando 59 giorni di dati validati raccolti tra il 26 agosto e il 2 novembre 2025, la collaborazione internazionale JUNO, guidata dall’Istituto di Fisica delle Alte Energie dell’Accademia Cinese delle Scienze, ha effettuato misurazioni di elevata precisione di due parametri fondamentali delle oscillazioni dei neutrini. L’analisi ha ridotto le incertezze in tali misurazioni di un fattore 1,6 rispetto ai risultati combinati di precedenti esperimenti condotti nell’arco di diversi decenni.
Perché i neutrini sono importanti
I neutrini sono tra le particelle più misteriose dell’universo. Non possiedono carica elettrica, hanno masse estremamente piccole e interagiscono solo debolmente con la materia. Di conseguenza, un numero enorme di neutrini attraversa la Terra, e persino i nostri corpi, senza lasciare traccia.
A causa della loro estrema difficoltà di rilevamento, i neutrini rimangono le particelle elementari meno comprese tra quelle conosciute.
JUNO ha iniziato la raccolta dati nell’agosto del 2025. Uno dei suoi principali obiettivi scientifici è determinare l’ordine di massa dei neutrini. L’esperimento è inoltre progettato per misurare tre dei sei parametri di miscelazione dei neutrini con una precisione superiore all’1% e per studiare i neutrini prodotti da supernove, dall’interno della Terra, dal Sole, dall’atmosfera e da altre sorgenti.
Risultati epocali per la ricerca sui neutrini
Lo studio ha ricevuto ampi consensi durante la fase di revisione paritaria.
Il revisore ha scritto: “Questi risultati non solo convalidano le prestazioni del rivelatore e la metodologia di analisi, ma stabiliscono anche JUNO come attore chiave nell’emergente era della precisione nella fisica delle oscillazioni dei neutrini, con implicazioni dirette per i test del paradigma dei tre sapori, le interpolazioni globali delle oscillazioni e le future determinazioni dell’ordine di massa dei neutrini.”
Anche Nature ha messo in evidenza il lavoro in un articolo di News & Views , affermando:
“Comprendere il comportamento dei neutrini è fondamentale per sviluppare una descrizione completa della materia e delle forze alla scala più piccola. Questa prima analisi rafforza la fiducia nella capacità del rivelatore di determinare l’ordine di massa. Questo primo risultato di JUNO segna l’inizio della prossima era di misurazioni precise delle oscillazioni dei neutrini e fornirà nuove informazioni sulle proprietà di queste misteriose particelle fondamentali.”
All’inizio di quest’anno, ad aprile, la rivista cinese Physics C ha dedicato la copertina alle prestazioni del rivelatore JUNO.
Il professor Arthur McDonald, insignito del Premio Nobel per la Fisica nel 2015 per la scoperta dell’oscillazione dei neutrini solari, ha commentato la pubblicazione con queste parole:
“JUNO ha raggiunto gli obiettivi di progettazione, ottenendo una radiopurezza, una risoluzione energetica e una stabilità del rivelatore eccezionali. L’esperimento è pienamente operativo e pronto a perseguire i suoi ambiziosi obiettivi di fisica, tra cui la determinazione dell’ordinamento di massa dei neutrini (NMO), lo studio dei parametri di oscillazione dei neutrini, la rilevazione di neutrini provenienti da varie sorgenti e l’esplorazione della fisica oltre il Modello Standard per le Particelle Elementari.”
All’interno dell’enorme rilevatore sotterraneo
Al centro dell’esperimento JUNO, situato a 700 metri di profondità, si trova un gigantesco rivelatore a scintillatore liquido con una massa effettiva di 20.000 tonnellate. Il rivelatore è immerso in una vasca d’acqua profonda 44 metri.
Una struttura di supporto in acciaio inossidabile del diametro di 41,1 metri sostiene una sfera acrilica di 35,4 metri di diametro, insieme allo scintillatore liquido, 20.000 tubi fotomoltiplicatori (PMT) da 20 pollici, 25.600 PMT da 3 pollici, l’elettronica di front-end, il cablaggio, le bobine di compensazione antimagnetica e i pannelli ottici.
Come JUNO rileva i neutrini
I fotomoltiplicatori (PMT) del rivelatore operano simultaneamente per catturare i minuscoli lampi di luce di scintillazione prodotti dall’interazione dei neutrini all’interno del rivelatore. Questi segnali luminosi vengono poi convertiti in segnali elettrici che i ricercatori possono analizzare.
Misurando con precisione l’energia dei neutrini durante queste interazioni, JUNO può determinare i parametri chiave delle oscillazioni e studiare le proprietà fondamentali di queste elusive particelle.
Si prevedono ulteriori scoperte.
JUNO è ormai operativo senza intoppi da nove mesi.
Man mano che l’esperimento continua a raccogliere dati, i ricercatori prevedono di pubblicare una serie di nuovi risultati scientifici a partire da quest’estate. Queste future scoperte potrebbero fornire approfondimenti ancora maggiori sulla natura dei neutrini e contribuire a rispondere ad alcune delle domande più importanti della fisica delle particelle.
Astratto
Oscillazioni dei neutrini (vedi riferimenti). 1 , 2 e riferimenti ivi contenuti), un effetto quantistico che si manifesta su scale macroscopiche, è governato dagli angoli di miscelazione del sapore dei leptoni e dalle differenze del quadrato della massa dei neutrini 3 che sono parametri fondamentali della fisica delle particelle, che rappresentano fenomeni al di là del Modello Standard. Le misurazioni di precisione di questi parametri sono essenziali per testare la completezza del modello a tre sapori, determinare l’ordine di massa dei neutrini e sondare possibili nuove leggi fisiche. L’Osservatorio Sotterraneo di Neutrini di Jiangmen (JUNO) 4 è un rivelatore a scintillatore liquido da 20 ktonnellate situato a 52,5 km da più nuclei di reattori, progettato per risolvere il modello di interferenza dei neutrini dei reattori con una precisione inferiore all’1%. 5 , 6 . Qui riportiamo, utilizzando i primi 59,1 giorni di dati raccolti dal completamento del rivelatore nell’agosto 2025, la prima determinazione simultanea ad alta precisione di due parametri di oscillazione dei neutrini, E per lo scenario di ordinamento di massa normale, migliorando la precisione di un fattore 1,6 rispetto alla combinazione di tutte le misurazioni precedenti. Questi risultati fanno progredire la comprensione di base dei neutrini, convalidano il progetto del rivelatore e indicano la prontezza di JUNO a risolvere l’ordinamento di massa dei neutrini con un set di dati più ampio. Il rapido raggiungimento con una breve esposizione evidenzia il potenziale di JUNO nel spingere le frontiere della fisica di precisione dei neutrini e apre la strada al suo ampio programma scientifico.
Materials provided by Chinese Academy of Sciences Headquarters. Note: Content may be edited for style and length.
Measurement of reactor neutrino oscillation with the first JUNO data. Nature, 2026; 654 (8118): 343 DOI: 10.1038/s41586-026-10538-z
Initial performance results of the JUNO detector*. Chinese Physics C, 2026; 50 (4): 043001 DOI: 10.1088/1674-1137/ae3dc1
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