L’esperimento JUNO inaugura una nuova era di misure di alta precisione per la fisica del neutrino
A soli due mesi dal suo completamento, il rivelatore di neutrini di nuova generazione JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) nella Cina sudorientale, ha già raggiunto una precisione straordinaria, determinando alcuni fondamentali parametri di oscillazione dei neutrini solari con un’accuratezza senza precedenti.
In occasione della pubblicazione su Nature dell’articolo che illustra i risultati dei primi due mesi di attività, la rivista ha dedicato a JUNO la copertina del numero dell’11 giugno 2026.
I neutrini sono una tra le particelle elementari più abbondanti in natura, ma interagiscono molto debolmente con la materia rendendo lo studio delle loro proprietà una sfida ardua.
L’esperimento JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory) è stato progettato e costruito nella regione del Jiangmen, in Cina, per studiare le interazioni degli anti-neutrini dell’elettrone prodotti dai vicini reattori nucleari. Il cuore del rivelatore è costituito da una sfera riempita di 20000 tonnellate di un liquido chiamato scintillatore, che è in grado di emettere lampi di luce tutte le volte che cattura l’interazione di un neutrino; la luce emessa viene catturata da 20000 rivelatori di luce, chimati fotomoltiplicatori, che sono gli ‘occhi’ dell’esperimento e permettono di registrare le interazioni nei neutrini nello scintillatore.
Per essere sicuri che i segnali registrati siano proprio quelli dati dall’interazione di un neutrino, il rivelatore deve avere un elevato livello di radiopurezza ed essere ben schermato dalla radioattività naturale. Per questo, il rivelatore centrale è inserito dentro una piscina cilindrica profonda quasi 50 metri, e riempita di acqua ultrapura e instrumentata, in modo da identificare e rigettare le interazioni provenienti dall’esterno. Il tutto è stato installato a circa 700 metri nel sottosuolo, in modo che la roccia della montagna che lo sovrasta funzioni da schermo e permetta a JUNO di funzionare in completa tranquillità, riducendo di molto il ‘rumore cosmico’.
Dopo due mesi dal suo completamento, JUNO ha misurato alcuni parametri delle oscillazioni dei neutrini con una precisione straordinaria rispetto a tutte le misure precedenti. I risultati, ottenuti con soli 59 giorni di presa dati, sono stati pubblicati dalla prestigiosa rivista Nature nell’articolo https://www.nature.com/articles/s41586-026-10538-z , meritando gli onori della copertina della rivista, data la rilevanza scientifica della misura.
Nel frattempo, JUNO ha continuato la presa dati e una settimana fa, durante la conferenza internazionale Neutrino 2026, il portavoce dell’esperimento, il Prof. Wang Yifang, ha presentato alla comunità scientifica internazionale i nuovi risultati che, analizzando 207 giorni di presa dati, confermano la precisione elevata, al percento, sui due parametri delle oscillazioni. Inoltre, per la prima volta, JUNO ha mostrato i risultati di un terzo parametro, \Delta m_31^2, misurato con una precisione del 1%. Questo parametro è legato alla gerarchia di massa dei neutrini, e la misura di JUNO preferisce la gerarchia normale con una significanza di 2.3 \sigma.
“Si apre ora per JUNO una nuova fase estremamente interessante: oltre a migliorare la misura sulla gerarchia di masa, affronterà misure astrofisiche di interesse esplorando lo spettro energetico dei geo-neutrini, misurando le interazioni dei neutrini atmosferici e ponendo un limite sui fondi diffusi di neutrini da supernova, chiamato DSNB, cioè il flusso di neutrini prodotto da tutte le supernovae da collasso gravitazionale che sono esplose nell’Universo nel corso della sua storia” dice il Prof. Alberto Garfagnini, docente al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova e ricercatore INFN. Per tantissimi anni il DSNB è rimasto solo una previsione teorica, ma nel 2021 la collaborazione Super-Kamiokande ha pubblicato un primo limite; JUNO ha però le potenzialità per migliorare questo limite grazie alla ricchezza dei dati raccolti.
Recentemente Lucia Votano, fisica dell’INFN ed ex direttrice dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’Istituto nazionale di Fisica Nucleare, e Alberto Garfagnini, fisico dell’Università di Padova e associato all’INFN, ne hanno parlato su Radio3 Scienza al microfono di Marco Motta.
https://www.raiplaysound.it/audio/2026/06/Radio3-Scienza-del-22062026-50baa0b7-517c-40dc-a69a-42f3e94b1171.html
JUNO è un progetto internazionale e coinvolge più di 700 ricercatori e ricercatrici provenienti da 70 Istituzioni in 17 paesi e regioni. L’Italia, con i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e i docenti delle Università, partecipa all’esperimento con Catania, Ferrara, Milano, Milano Bicocca, Padova, Perugia, Roma Tre e con i Laboratori Nazionali di Frascati.
Il gruppo di Padova ha contribuito alla progettazione e alla realizzazione dell’elettronica di acquisizione dei 20000 fotomoltiplicatori da 20″ dell’esperimento.
Per condividere con il Dipartimento questo importante risultato, Alberto Garfagnini organizza un seminario che si svolgerà il 9 luglio alle 11 in Aula Rostagni https://indico.dfa.unipd.it/event/1876/
