Скрытое правило зажигания: аналитический закон, управляющий многоударными имплозиями для сверхвысокой компрессии
Институт физики высоких энергий (IHEP) Китайской академии наук успешно завершил строительство подземной обсерватории нейтрино в Цзянмэне (JUNO) и опубликовал [первые физические результаты](https://doi.org/10.48550/arXiv.2511.14590).
После более чем десяти лет проектирования, строительства и международного сотрудничества JUNO стал первым в мире крупномасштабным высокоточным детектором нейтрино нового поколения, начавшим работу.
Ранние данные показывают, что ключевые показатели производительности детектора полностью соответствуют или превосходят проектные ожидания, подтверждая готовность JUNO к передовым измерениям в нейтринной физике.
Подробная статья с описанием характеристик детектора была представлена в журнале Chinese Physics C и размещена на сервере препринтов arXiv. На пресс-конференции профессор Вэнь Лянцзянь, координатор физического анализа коллаборации JUNO, представил первые физические результаты эксперимента.
Используя данные, собранные в период с 26 августа по 2 ноября 2025 года — всего 59 дней эффективной работы после начала эксплуатации, — JUNO уже измерил так называемые параметры осцилляций солнечных нейтрино, известные как θ₁₂ и Δm²₂₁, с точностью в 1,6 раза выше, чем все предыдущие эксперименты вместе взятые.
Эти параметры, первоначально определённые с помощью солнечных нейтрино, также могут быть точно измерены с помощью реакторных антинейтрино. Более ранние результаты двух подходов показали умеренное расхождение в 1,5 сигма, иногда называемое «напряжением солнечных нейтрино», намекающее на возможную новую физику. Новое измерение JUNO подтвердило это различие, которое может быть доказано или опровергнуто только с помощью эксперимента JUNO, использующего как солнечные, так и реакторные нейтрино.
«Достижение такой точности всего за два месяца работы показывает, что JUNO работает именно так, как было задумано», — сказал Ифань Ван, менеджер проекта JUNO и представитель.
«С таким уровнем точности JUNO скоро определит порядок масс нейтрино, проверит трёх flavour oscillation framework и будет искать новую физику за её пределами».
JUNO — это крупное международное сотрудничество, возглавляемое Институтом физики высоких энергий (IHEP) Китайской академии наук. В проекте участвуют более 700 учёных из 74 учреждений в 17 странах и регионах.
«Как председатель институционального совета JUNO, я горжусь тем, что вижу, как глобальные усилия достигают такого рубежа», — сказал Маркос Дракос из Университета Страсбурга и CNRS/IN2P3 во Франции. «Успех JUNO отражает приверженность и творческий потенциал всего нашего международного сообщества».
«Научные результаты, объявленные сегодня, свидетельствуют о том, насколько плодотворными были десятилетние усилия коллаборации JUNO по созданию современного детектора, включающего множество передовых технических решений, который будет определять ландшафт нейтринной физики в ближайшие годы, предоставляя результаты исключительной точности», — добавил Джоаккино Рануччи из Университета и INFN в Милане в Италии, заместитель представителя JUNO.
Концепция JUNO была предложена в 2008 году и получила одобрение Китайской академии наук и правительства провинции Гуандун в 2013 году, после чего последовали международные взносы в 2014 году.
Гражданское строительство подземной лаборатории началось в 2015 году, установка детектора началась в 2021 году и завершилась в декабре 2024 года. После заполнения детектора сверхчистой водой и 20 килотоннами жидкого сцинтиллятора JUNO начал сбор физических данных 26 августа 2025 года.
Годы целенаправленных исследований и разработок привели к прорывам в ключевых технологиях, включая высокоэффективные фотоумножители, сверхпрозрачный жидкий сцинтиллятор, материалы с низким фоном и системы прецизионной калибровки.
В основе эксперимента лежит акриловая сфера диаметром 35,4 метра, вмещающая 20 000 тонн жидкого сцинтиллятора, которую наблюдают более 20 000 крупных и 25 000 малых фотоумножителей, погружённых в бассейн с водой глубиной 44 метра для экранирования и идентификации мюонов. Благодаря беспрецедентной чувствительности обнаружения JUNO определит порядок масс нейтрино и измерит параметры осцилляций с точностью до долей процента.
Физики из Университета Осаки представили прорывную теоретическую основу, раскрывающую скрытое физическое правило, лежащее в основе одного из самых мощных методов сжатия в науке о лазерном термоядерном синтезе — многослойной ударной имплозии.
Профессор Масакацу Мураками и его команда разработали структуру под названием Stacked Converging Shocks (SCS), которая расширяет классическое решение Гудерлея — краеугольный камень теории имплозии 1942 года — до современного режима с высокой плотностью энергии.
Работа [опубликована](https://link.aps.org/doi/10.1103/bbvn-x95v) в журнале Physical Review E. В этой самоподобной системе каждая стадия сжатия отражает предыдущую, образуя [повторяющийся узор](https://phys.org/tags/repeating+pattern/) сходящихся волн, которые усиливают как давление, так и плотность в идеальной геометрической пропорции.
Недавние эксперименты по зажиганию во всём мире в значительной степени опирались на масштабную численную оптимизацию и проектирование с помощью искусственного интеллекта. Работа Мураками предоставляет давно отсутствующий аналитический аналог — структуру, которая может описать ту же физику, используя простые, прозрачные масштабные законы.
«Это не замена вычислениям, а теоретический компас, который их направляет», — говорит Мураками.
Фреймворк SCS объединяет два подхода, которые долгое время развивались отдельно — моделирование, основанное на данных, и аналитическое понимание, — показывая, что оба могут работать как два колеса одного и того же транспортного средства в стремлении к зажиганию термоядерного синтеза.
Гидродинамическое моделирование подтверждает аналитические прогнозы как в режимах слабых, так и сильных ударов. По мере увеличения количества ударов кумулятивный процесс стремится к квазиизоэнтропическому (почти обратимому) поведению, что предполагает эффективный путь к достижению ультраплотных состояний материи.
Работа устанавливает универсальный закон масштабирования, который напрямую связывает количество ударов, соотношения давления между стадиями и конечную компрессию — аналитический мост, соединяющий [классическую теорию](https://phys.org/tags/classical+theory/) с дизайном термоядерного синтеза следующего поколения.
Чрезвычайная компрессия лежит в основе многих научных направлений. Помимо непосредственного применения, исследование знаменует собой философский сдвиг — показывая, что даже в эпоху, когда доминируют вычисления, эта работа напоминает нам, что ясность из первых принципов остаётся незаменимой для прогресса.
Предоставлено
[Университет Осаки](https://phys.org/partners/university-of-osaka/)