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'''JUNO''' (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) è un esperimento di [[Oscillazione del neutrino|oscillazione di neutrini]] ai [[Reattore nucleare|reattori nucleari]]<ref>{{Cita pubblicazione|nome=E.|cognome=Ciuffoli|coautori=et al.|data=2013|titolo=Neutrino mass hierarchy from nuclear reactor experiments|rivista=Physical Review D|volume=88|numero=3|lingua=en|doi=10.1103/PhysRevD.88.033017|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.88.033017}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yu-Feng|cognome=Li|nome2=Jun|cognome2=Cao|nome3=Yifang|cognome3=Wang|data=2013|titolo=Unambiguous determination of the neutrino mass hierarchy using reactor neutrinos|rivista=Physical Review D|volume=88|numero=1|lingua=en|doi=10.1103/physrevd.88.013008|url=https://oadoi.org/10.1103/PhysRevD.88.013008}}</ref>. Attualmente JUNO è in costruzione a [[Kaiping]], [[Jiangmen]], nella provincia [[Guangdong|di Guangdong]], nel sud della [[Cina]]. Lo scopo principale dell'esperimento è determinare la [[Gerarchia di massa dei neutrini|gerarchia della massa dei neutrini]], ovvero se il neutrino <math>\nu_1</math> è il più pesante o il più leggero dei tre neutrini <math>\nu_1, \,\nu_2, \, \nu_3</math><ref>Vedasi [[Gerarchia di massa dei neutrini|gerarchia della massa dei neutrini]] per inquadrare meglio il problema.</ref>. JUNO sarà anche in grado di eseguire misure di precisione degli elementi [[Matrice PMNS|della matrice Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata]] e funzionerà come osservatorio di neutrini extra-terrestri a bassa energia.
{{Richiesta revisione bozza|ts=20240506110150|richiedente=Mauro.mezzetto|esito=Il testo presenta numerosi errori nell'uso dell'italiano: le traduzioni automatiche vanno rilette e i template adattati a quelli in uso su Wikipedia in italiano.|revisore=Smatteo499}}
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== Storia ==
JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory''')''' è un esperimento di [[Oscillazione del neutrino|oscillazione di neutrini]] ai [[Reattore nucleare|reattori nucleari]] <ref>{{Cita pubblicazione|nome=E.|cognome=Ciuffoli|coautori=et al.|data=2013|titolo=Neutrino mass hierarchy from nuclear reactor experiments|rivista=Physical Review D|volume=88|numero=3|lingua=en|doi=10.1103/PhysRevD.88.033017|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.88.033017}}</ref> <ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yu-Feng|cognome=Li|nome2=Jun|cognome2=Cao|nome3=Yifang|cognome3=Wang|data=2013|titolo=Unambiguous determination of the neutrino mass hierarchy using reactor neutrinos|rivista=Physical Review D|volume=88|numero=1|lingua=en|doi=10.1103/physrevd.88.013008|url=https://oadoi.org/10.1103/PhysRevD.88.013008}}</ref>. Attualmente JUNO è in costruzione a [[Kaiping]], [[Jiangmen]], nella provincia [[Guangdong|di Guangdong]], nel sud [[Cina|della Cina]]. Lo scopo è determinare la gerarchia della massa dei neutrini, ovvero se l'autostato di massa ν<sub>1</sub> è il piú pesante o il piú leggero dei tre autostati di massa (si veda anche [[Oscillazione del neutrino|oscillazione di neutrini]]) ed eseguire misurazioni di precisione degli elementi [[Matrice PMNS|della matrice Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata]]. La collaborazione è stata costituita nel luglio 2014 <ref>{{Cita news|lingua=en|autore=Yifang Wang|url=http://english.ihep.cas.cn/rs/fs/juno0815/PPjuno/201408/t20140801_125279.html|titolo=JUNO International Collaboration established|pubblicazione=Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Science|data=2014-08-01}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.asimmetrie.it/in-primo-piano/932-nasce-juno-un-gigante-sotterraneo-per-catturare-neutrini?highlight=WyJqdW5vIl0=|titolo=Nasce Juno, un gigante sotterraneo per catturare neutrini|autore=Catia Peduto|sito=Asimmetrie|data=2014-07-31}}</ref> e la costruzione è iniziata il 10 gennaio 2015.<ref name=":1">{{Cita web|url=https://www.interactions.org/press-release/groundbreaking-juno|titolo=Groundbreaking at JUNO|sito=Interactions|data=2015-01-09|lingua=en}}</ref> Il finanziamento è fornito principalmente dall’Accademia cinese delle scienze, ma la collaborazione è internazionale e conta più di 750 collaboratori da 75 istituti in 17 nazioni. La collaborazione italiana è finanziata dall'[[Istituto nazionale di fisica nucleare|Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.]] JUNO dovrebbe essere completato entro la fine del 2024 ed iniziare la presa dati nel 2025.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Gemma|cognome=Conroy|data=2024-03-15|titolo=China’s giant underground neutrino lab prepares to probe cosmic mysteries|rivista=Nature|volume=627|numero=8005|pp=715–716|lingua=en|doi=10.1038/d41586-024-00694-5|url=https://www.nature.com/articles/d41586-024-00694-5}}</ref>
La collaborazione è stata costituita nel luglio 2014<ref>{{Cita news|lingua=en|autore=Yifang Wang|url=http://english.ihep.cas.cn/rs/fs/juno0815/PPjuno/201408/t20140801_125279.html|titolo=JUNO International Collaboration established|pubblicazione=Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Science|data=2014-08-01|accesso=6 maggio 2024|dataarchivio=21 giugno 2016|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160621014116/http://english.ihep.cas.cn/rs/fs/juno0815/PPjuno/201408/t20140801_125279.html|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://www.asimmetrie.it/in-primo-piano/932-nasce-juno-un-gigante-sotterraneo-per-catturare-neutrini?highlight=WyJqdW5vIl0=|titolo=Nasce Juno, un gigante sotterraneo per catturare neutrini|autore=Catia Peduto|sito=Asimmetrie|data=2014-07-31}}</ref> e la costruzione è iniziata il 10 gennaio 2015.<ref name=":1">{{Cita web|url=https://www.interactions.org/press-release/groundbreaking-juno|titolo=Groundbreaking at JUNO|sito=Interactions|data=2015-01-09|lingua=en}}</ref> Il finanziamento è fornito principalmente dall’Accademia Cinese delle Scienze, ma JUNO è una collaborazione internazionale che conta più di 750 fisici da 75 istituti di ricerca in 17 nazioni. La collaborazione italiana è finanziata dall'[[Istituto nazionale di fisica nucleare|Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.]]
ProgettatoJUNO è stato inizialmente progettato come seguito dell'[[Oscillazione del neutrino|esperimento sui neutrini]] Daya Bay (col nome Daya Bay II<ref>{{Cita pubblicazione|autore=|nome=Yifang|cognome=Wang|titolo=Daya Bay II：A multi-purpose LS-based experiment|rivista=XV International Workshop Neutrino Telescopes, Venezia, 11-15 Marzo 2013|volume=https://agenda.infn.it/event/5268/contributions/57733/attachments/41449/49245/DYBII-NeuTel.pdf|lingua=en|url=https://agenda.infn.it/event/5268/contributions/57733/attachments/41449/49245/DYBII-NeuTel.pdf}}</ref>),. originariamenteOriginariamente doveva essere situato nella stessa area di Daya-Bay, ma la costruzione di un terzo reattore nucleare (la [[centrale nucleare di Lufeng]] ) in quella regione avrebbe reso impossibile l'esperimento, che richiede che il rivelatore sia alla stessa distanza da tutti i reattori nucleari vicini. JUNO è stato quindi installato 250 km ad ovest di Daya-Bay, nella città di Jingji, Kaiping, [[Jingmen|Jiangmen]]<ref name=":1" /> che si trova a 53 km da entrambe le [[Centrale nucleare di Taishan|centrali nucleari]] [[Centrale nucleare di Yangjiang|di Yangjiang]] e [[Centrale nucleare di Taishan|Taishan]], che forniscono una potenza termica di 36 GW. JUNO dovrebbe essere completato entro la fine del 2024 ed iniziare la presa dati nel 2025.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Gemma|cognome=Conroy|data=2024-03-15|titolo=China’s giant underground neutrino lab prepares to probe cosmic mysteries|rivista=Nature|volume=627|numero=8005|pp=715-716|lingua=en|doi=10.1038/d41586-024-00694-5|url=https://www.nature.com/articles/d41586-024-00694-5}}</ref>
== Rivelatore ==
Il rilevatorerivelatore principalecentrale<ref name=":0">{{Cita pubblicazione|autore=JUNO Collaboration|data=2022|titolo=JUNO physics and detector|rivista=Progress in Particle and Nuclear Physics|volume=123|ppp=103927|lingua=en|doi=10.1016/j.ppnp.2021.103927|url=https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2021.103927}}</ref> è costituitoconsiste dadi 20.000 tonnellate di scintillatore liquido a base di alchilbenzene lineare (LAB) contenute in una sfera di [[Poliacrilato|materiale acrilico trasparente]] di 35,4 metri di diametro, contenente 20.000 tonnellate diQuando [[scintillatore]]i liquidoneutrini (alchilbenzenicoattraversano lineare)il rivelatore, circondatoin dapiccolissima unaparte strutturainteragiscono [[Acciaiocon inossidabile|inlo acciaioscintillatore inossidabile]]liquido, producendo luce di scintillazione, che supportaviene circarivelata 53da 17.000612 tubi [[Fotomoltiplicatore|fotomoltiplicatori]] (17.000PMT) da 51 cm di diametro edisposti 36su una struttura di [[Acciaio inossidabile|acciao inossidabile]] che circonda la sfera.000 25.600 fotomoltiplicatori più piccoli (da 7,6 cm,) questi ultimisono disposti a riempire gli spazi fra i fotomoltiplicatori più grandi),. La sfera è immersiimmersa in una piscina d'acqua dotata di 2000 tubi fotomoltiplicatori aggiuntivi per identificare gli eventi generati da muoni cosmici, che vanno esclusi dalla presa dati; l'acqua funziona anche da schermo passivo della radioattività naturale<ref name=":0" />. Test dell'[[elettronica]] di lettura dei fotomoltiplicatori sono stati condotti alla stessa profondità in cui opereràquesti opereranno nell'esperimento <ref>{{Cita web|url=https://www.asimmetrie.it/in-primo-piano/2519-in-piscina-per-testare-l-elettronica-di-juno?highlight=WyJqdW5vIl0=|titolo=In piscina per testare l’elettronica di JUNO|autore=Matteo Massicci|sito=Asimmetrie|data=2021-05-28|lingua=it-it}}</ref>. JUNO è montato sottoterra ad una profondità diicircadi circa 700 m e sarà in grado di rivelare igli neutrini[[Antineutrino|antineutrini]] emessi dai reattori nucleari con un'eccellente risoluzione energetica: 3% ad 1 MeV<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Yu-Feng|cognome=Li|nome2=Jun|cognome2=Cao|nome3=Yifang|cognome3=Wang|data=2013-07-16|titolo=Unambiguous determination of the neutrino mass hierarchy using reactor neutrinos|rivista=Physical Review D|volume=88|numero=1|lingua=en|doi=10.1103/physrevd.88.013008|url=https://oadoi.org/10.1103/PhysRevD.88.013008}}</ref>, mai raggiunta in precedenza da esperimenti di neutrini con scintillatore liquido. La costruzione sotterranea si rende necessaria per abbattere il fondo generato dai muoni di origine cosmica.
JUNO è costruito ad una distanza dai reattori molto maggiore di Daya-Bay (53 km rispetto a circa 1,5 km), perchèperché in questo modo è in grado di misurare sia le oscillazioni caratteristiche dei [[Problema dei neutrini solari|neutrini soloarisolari]], che quelle dei [[Problema dei neutrini atmosferici|neutrini atmosferici]] (si veda anche la figura); solo con questa disposizione è possibile misurare gli effetti indotti dalla [[gerarchia di massa dei neutrini, principale scopo dell'esperimento]] (l'idea concettuale di questa misura risale al 2003<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Sandhya|cognome=Choubey|nome2=S. T.|cognome2=Petcov|nome3=M.|cognome3=Piai|data=2003|titolo=Precision neutrino oscillation physics with an intermediate baseline reactor neutrino experiment|rivista=Physical Review D|volume=68|numero=11|ppp=113006|lingua=en|doi=10.1103/PhysRevD.68.113006|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.68.113006}}</ref>). Questa configurazione richiede però un rivelatore molto più grande di quelli di Daya-Bay (20.000 tonnellate verso 20 tonnellate) costruito ad una profondità maggiore per essere meglio schermato dai fondi dei muoni cosmici.
=== TAO ===
Il Taishan Antineutrino Observatory (TAO, conosciuto anche come JUNO-TAO)<ref>{{Cita pubblicazione|autore=JUNO Collaboration|data=2020|titolo=TAO Conceptual Design Report: A Precision Measurement of the Reactor Antineutrino Spectrum with Sub-percent Energy Resolution|rivista=arXiv|volume=2005.08745|lingua=en|url=https://arxiv.org/abs/2005.08745}}</ref> è un esperimento satellite di JUNO, composto da un contenitore sferico in acrilico contenente 2,8 ton di [[scintillatore]] liquido dopato con [[gadolinio]], situato a circa 30 m da uno dei nuclei dell'impiantodella [[centrale nucleare di Taishan]]. La luce di scintillazione verrà rivelata da 10 m<sup>2</sup> di [[SiPM|Siliconfotomoltiplicatori Photomultipliersal silicio]] (SiPM) con una efficienza di rivelazione di fotoni migliore del 50% e una copertura pressochèpressoché totale della superficie sferica. Il rivelatore opererà ad una temperatura di -50 gradi C per abbassare ad un livello accettabile il rumore di fondo dei SiPM. Il rivelatoreTAO sarà in grado idi rivelare circa 2000 antineutrini al giorno, ed è progettato per essere ben schermato da fondi di origine cosmica e dalla radioattività naturale, per raggiungere un rapporto segnale-rumore di almeno 10.
Il suo scopo è di misurare lo spettro degli antineutrini emessi dal reattore con una precisione migliore dell'1%, per fornire uno spettro dei neutrini non oscillati e(a 30 m dalla sorgente le oscillazioni non sono praticamente ancora sviluppate) e una misura di riferimento per verificare i database di reazioni nucleari.
== Fisica ==
[[File:Oscillations_electron_long.svg|miniatura| Probabilità di oscillazione prevista degli antineutrini elettronici (in nero) che oscillano negli antineutrini muonici (blu) o tau (rossi), in funzione della distanza dalla sorgente. Gli esperimenti esistenti misurano il primo minimo relativo nella curva nera a 500 km/GeV; JUNO osserverà il tutti i minimi relativi ed il minimo assoluto a 16000 km/GeV. Per neutrini del reattore con un'energia di ≈3 MeV, le distanze del primo minimo relativo e del minimo assoluto sono ≈1,5 km e ≈50 km, rispettivamente. Questo grafico è calcolato sulla base dei valori attuali dei parametri di oscillazione; la misura sperimentale di JUNO permetterà una migliore determinazione dei parametri effettivi.]]
JUNO misurerà [[Oscillazione del neutrino|le oscillazioni dei neutrini]] attraverso la rivelazione di [[Neutrino|antineutrini dell'elettrone ({{Particella subatomica|Electron antineutrino}})]] generati da due [[Centrale nucleare|centrali nucleari]] a circa 53 km di distanza. <ref>{{Cita web|url=http://english.ihep.cas.cn/rs/fs/juno0815/ATEjuno/201309/t20130912_109433.html|titolo=Introduction to JUNO----Jiangmen Underground Neutrino Observatory|sito=english.ihep.cas.cn|lingua=en|accesso=6 maggio 2024|dataarchivio=2 dicembre 2014|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20141202174625/http://english.ihep.cas.cn/rs/fs/juno0815/ATEjuno/201309/t20130912_109433.html|urlmorto=sì}}</ref> Il flusso di neutrini attesoemesso neldai rivelatorereattori in assenzanucleari di oscillazioni èsarà noto dai dati raccolti nel rivelatore TAO e dalla conoscenza dei processi nei reattori nucleari. Il flusso misurato in JUNO sarà pesantemente modificato dalle oscillazioni di neutrini, per cui la misura precisa dello spettro energetico dei neutrini in JUNO, modellato dalle oscillazioni, permette di misurareestrarre i parametri delle oscillazioni atmosferiche e solari (si veda anche la figura). Dall'interferenza di queste due oscillazioni è possibile estrarre il valore della [[gerarchia di massa dei neutrini (ovvero se l'autostato di massa ν<sub>1</sub> è il piú pesante o il piú leggero dei tre autostati di massa)]], con una sensibilitá statistica di circa 3σ, ma anche misurare i parametri di oscillazione <math>\Delta m^2_{21},\, \Delta m^2_{32} \, \rm{e} \; \rm{sin}^2\theta_{12}</math>con una precisione dell'1%, migliorando di quasi un ordine di grandezza la precisione sperimentale attuale.<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Fengpeng|cognome=An|coautori=et al.|data=2016|titolo=Neutrino physics with JUNO|rivista=Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics|volume=43|numero=3|ppp=030401|lingua=en|doi=10.1088/0954-3899/43/3/030401|url=https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0954-3899/43/3/030401}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=A.|cognome=Abusleme|coautori=et al.|data=2022|titolo=Sub-percent precision measurement of neutrino oscillation parameters with JUNO*|rivista=Chinese Physics C|volume=46|numero=12|ppp=123001|lingua=en|doi=10.1088/1674-1137/ac8bc9|url=https://doi.org/10.1088/1674-1137/ac8bc9}}</ref>
JUNO sarásarà inoltre un eccellente osservatorio di neutrini a bassa energia, in grado di misurare [[NeutrinoProblema dei neutrini atmosferici|neutrini atmosferici]]<ref>{{Cita pubblicazione|nome=A.|cognome=Abusleme|coautori=et al.|data=2021|titolo=JUNO sensitivity to low energy atmospheric neutrino spectra|rivista=The European Physical Journal C|volume=81|numero=10|ppp=887|lingua=en|doi=10.1140/epjc/s10052-021-09565-z|url=https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09565-z}}</ref>, [[Problema dei neutrini solari|neutrini solari]]<ref>{{Cita pubblicazione|nome=A.|cognome=Abusleme|coautori=et al.|data=2021|titolo=Feasibility and physics potential of detecting <sup>8</sup>B solar neutrinos at JUNO|rivista=Chinese Physics C|volume=45|numero=2|ppp=023004|lingua=en|doi=10.1088/1674-1137/abd92a|url=https://doi.org/10.1088/1674-1137/abd92a}}</ref>, geoneutrini, neutrini delle [[Supernova|supernovaesupernova]]e<ref>{{Cita libro|nome=Xin|cognome=Huang|cognome2=on behalf of the JUNO collaboration|titolo=Potential of Core-Collapse Supernova Neutrino Detection at JUNO|url=https://pos.sissa.it/395/1076|data=2022-03-18|editore=SISSA Medialab|lingua=en|ppp=1076|volume=395|DOI=10.22323/1.395.1076}}</ref><ref>{{Cita pubblicazione|nome=A.|cognome=Abusleme|coautori=et al.|data=2022|titolo=Prospects for detecting the diffuse supernova neutrino background with JUNO|rivista=Journal of Cosmology and Astroparticle Physics|volume=2022|numero=10|ppp=033|lingua=en|doi=10.1088/1475-7516/2022/10/033|url=https://doi.org/10.1088/1475-7516/2022/10/033}}</ref> così come vari canali di [[decadimento del protone]]<ref>{{Cita pubblicazione|nome=A.|cognome=Abusleme|coautori=et al.|data=2023|titolo=JUNO sensitivity on proton decay p → νK searches|rivista=Chinese Physics C|volume=47|numero=11|ppp=113002|lingua=en|doi=10.1088/1674-1137/ace9c6|url=https://doi.org/10.1088/1674-1137/ace9c6}}</ref>. In queste misure sarà fortemente complementare agli altri due grandi esperimenti di oscillazione di neutrini in costruzione: DUNE<ref>{{Cita web|url=https://www.dunescience.org/|titolo=Deep Underground Neutrino Experiment|lingua=en-US}}</ref> (Deep Underground Neutrino Experiment) negli [[Stati Uniti d'America|Stati Uniti]] e [[Hyper-Kamiokande]] in [[Giappone]].
== BibliografiaNote ==
<references />
{{References}}
== Altri progetti ==
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== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
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