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江門中微子實驗正式運行

2025-08-29 12:57:54來源： 光明日報

記者從中國科學院獲悉，26日，江門中微子實驗（以下簡稱“JUNO”）已成功完成2萬噸液體閃爍體灌注，并正式運行取數(shù)，成為國際上首個運行的超大規(guī)模和超高精度中微子專用大科學裝置。JUNO合作組發(fā)言人王貽芳表示：“這是一個歷史性的里程碑，將使我們能夠回答關(guān)于物質(zhì)和宇宙本質(zhì)的基本問題。”

江門中微子實驗中心探測器。新華社記者金立旺攝

中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子之一，也是宇宙中最古老、數(shù)量最多的粒子，從宇宙大爆炸起就彌散在宇宙中，無處不在卻又“神出鬼沒”，幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致人們不僅看不到，就連探測也十分不易。

JUNO探測器位于廣東省江門市附近的地下700米處，其核心探測器為有效質(zhì)量達2萬噸的液體閃爍體探測器（中心探測器），安置于地下實驗大廳44米深的水池中央；直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼作為主支撐結(jié)構(gòu)，承載了35.4米直徑的有機玻璃球、2萬噸液體閃爍體、2萬只20英寸光電倍增管、2.5萬只3英寸光電倍增管，以及前端電子學、電纜、防磁線圈和隔光板等眾多關(guān)鍵部件。它可以探測53公里外臺山和陽江核電站產(chǎn)生的中微子，并以前所未有的精度測量它們的能譜。

JUNO在試運行期間首批獲取的數(shù)據(jù)顯示，探測器關(guān)鍵性能指標全面達到或超越設(shè)計預(yù)期，這使它能夠著手解決粒子物理學領(lǐng)域的一個重大問題——中微子質(zhì)量排序，即第三種中微子（ν3）是否比第二種（ν2）更重。

與國際同類實驗相比，JUNO對質(zhì)量順序的測定不受地球物質(zhì)效應(yīng)和其他未知中微子振蕩參數(shù)的影響，并將顯著提高6個中微子振蕩參數(shù)中的3個參數(shù)的精度，使科學家能夠?qū)碜蕴枴⒊滦?、大氣和地球的中微子開展前沿研究，從而開啟探索未知物理的新窗口。

作為重大國際合作項目，JUNO由中國科學院高能物理研究所主導(dǎo)，700名研究人員來自17個國家和地區(qū)、74個科研機構(gòu)。它的設(shè)計使用壽命達30年，后期可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗，將探測中微子絕對質(zhì)量，檢驗中微子是否為馬約拉納粒子，從而解決粒子物理、天體物理和宇宙學的前沿交叉熱點難題，并深刻影響人類對宇宙的理解。

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