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江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)正式運(yùn)行

2025-08-29 12:57:54來(lái)源： 光明日?qǐng)?bào)

記者從中國(guó)科學(xué)院獲悉，26日，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“JUNO”）已成功完成2萬(wàn)噸液體閃爍體灌注，并正式運(yùn)行取數(shù)，成為國(guó)際上首個(gè)運(yùn)行的超大規(guī)模和超高精度中微子專(zhuān)用大科學(xué)裝置。JUNO合作組發(fā)言人王貽芳表示：“這是一個(gè)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(wèn)題。”

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)中心探測(cè)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(wú)處不在卻又“神出鬼沒(méi)”，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(cè)也十分不易。

JUNO探測(cè)器位于廣東省江門(mén)市附近的地下700米處，其核心探測(cè)器為有效質(zhì)量達(dá)2萬(wàn)噸的液體閃爍體探測(cè)器（中心探測(cè)器），安置于地下實(shí)驗(yàn)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(jī)玻璃球、2萬(wàn)噸液體閃爍體、2萬(wàn)只20英寸光電倍增管、2.5萬(wàn)只3英寸光電倍增管，以及前端電子學(xué)、電纜、防磁線圈和隔光板等眾多關(guān)鍵部件。它可以探測(cè)53公里外臺(tái)山和陽(yáng)江核電站產(chǎn)生的中微子，并以前所未有的精度測(cè)量它們的能譜。

JUNO在試運(yùn)行期間首批獲取的數(shù)據(jù)顯示，探測(cè)器關(guān)鍵性能指標(biāo)全面達(dá)到或超越設(shè)計(jì)預(yù)期，這使它能夠著手解決粒子物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重大問(wèn)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(guó)際同類(lèi)實(shí)驗(yàn)相比，JUNO對(duì)質(zhì)量順序的測(cè)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(gè)中微子振蕩參數(shù)中的3個(gè)參數(shù)的精度，使科學(xué)家能夠?qū)?lái)自太陽(yáng)、超新星、大氣和地球的中微子開(kāi)展前沿研究，從而開(kāi)啟探索未知物理的新窗口。

作為重大國(guó)際合作項(xiàng)目，JUNO由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所主導(dǎo)，700名研究人員來(lái)自17個(gè)國(guó)家和地區(qū)、74個(gè)科研機(jī)構(gòu)。它的設(shè)計(jì)使用壽命達(dá)30年，后期可升級(jí)改造為世界最靈敏的無(wú)中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)，將探測(cè)中微子絕對(duì)質(zhì)量，檢驗(yàn)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(xué)的前沿交叉熱點(diǎn)難題，并深刻影響人類(lèi)對(duì)宇宙的理解。

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