江门中微子实验捕捉“幽灵粒子” 中国地下700米有了个世界第一

8月26日，在广东江门一处地下700米静谧山体深处，历经十余年精心筹备与建设的中国江门中微子实验（JUNO）正式运行取数，这一具有里程碑意义的事件，标志着国际粒子物理学研究迈入全新阶段，为人类揭开宇宙奥秘再添关键利器。

江门中微子实验中心探测器内部的有机玻璃球及光电倍增管。（图/中新社）

神秘“幽灵粒子”引科研无尽探索

综合中新网、新华社报道，中微子，作为构成物质世界的基本粒子之一，堪称宇宙中最古老且数量最多的粒子。自宇宙大爆炸起，它便如幽灵般弥散于宇宙各处，无处不在却又“神出鬼没”。其特性极为独特，几乎不与任何物质发生反应，这使得人们不仅难以直接观测到它，就连探测工作也充满挑战。直到1956年，人类才首次在核反应堆中捕捉到中微子的踪迹，自此，中微子成为物理学研究领域的重要课题，然而诸多未解之谜依旧笼罩着它。

早在2003年，中国便以前瞻性的眼光论证设计了第一代中微子实验装置——大亚湾中微子实验，为中微子研究奠定了坚实基础。如今，江门中微子实验接过探索的接力棒，肩负起更为重大的使命。

顶尖实验装置，突破探测极限

江门中微子实验的探测器核心是一个装载2万吨液体闪烁体的有机玻璃球，这一规模堪称国际之最。其外壁精心镶嵌着数万只光电倍增管，犹如敏锐的“眼睛”，时刻准备捕捉中微子与液体闪烁体发生反应时发出的微弱光信号。一旦有中微子“到访”，便会触发光信号，这些信号随后被迅速放大、精准记录并深入分析，仿佛在浩瀚宇宙的深海中倾听那神秘而微弱的低语。

建设如此高精度的探测器，每一步都面临着巨大挑战。江门中微子实验总工程师马骁妍介绍，项目团队在45天内完成了6万多吨超纯水的灌注工作，将内外有机玻璃球的液位差精准控制到厘米量级，流量偏差不超过0.5%。这一系列精准操作有力保障了探测器主体结构的安全稳定，为实验的顺利开展奠定了坚实基础。

中国科学院院士、江门中微子实验首席科学家王贻芳自豪地表示：“这是国际上首次运行这样一个超大规模和超高精度的中微子专用大科学装置，将使我们能够回答关于物质和宇宙本质的基本问题。”

多元科研目标，解锁宇宙密码

江门中微子实验承载着多重重要科研目标。首要任务是解答中微子质量排序这一粒子物理学领域未来十年内的重大问题，即明确第三种中微子是否比第二种中微子更重。此外，实验还将以更高精度测量中微子振荡参数，为中微子研究的理论发展提供关键数据支持。

同时，江门中微子实验的研究范畴广泛，涉足超新星、地球中微子、太阳中微子等多个前沿领域。通过对这些不同来源中微子的深入研究，科学家有望揭示宇宙演化过程中的诸多奥秘，进一步丰富人类对宇宙的认知体系。

国际合作典范，汇聚全球智慧

作为中国科学院高能所主导的重大国际合作项目，江门中微子实验汇聚了来自17个国家和地区的74个科研机构的700名研究人员的智慧与力量。

这种广泛的国际合作模式为实验的成功实施提供了强大的技术支持和创新动力。

江门中微子实验副发言人、意大利米兰大学及意大利国家核物理研究所（米兰）教授乔阿基诺·拉努奇（Gioacchino Ranucci）认为，实验建设取得的重要成就得益于富有成效的国际合作。各方共同推动液体闪烁体探测技术达到极限边界，为实现江门中微子实验宏伟的物理目标开辟了道路。

据悉，江门中微子实验设计使用寿命长达30年，为长期、系统的科学研究提供了稳定平台。后期，该实验还可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验。这一升级将使实验具备探测中微子绝对质量、检验中微子是否为马约拉纳粒子的能力，从而解决粒子物理、天体物理和宇宙学的前沿交叉热点难题，深刻影响人们对宇宙的理解和认知。

编辑：田共