江门中微子实验首个重大成果发布

xinwen.mobi · 发表于 2025-11-20 20:05:51

中国地下700米的“超级眼睛”，仅用59天刷新世界纪录
位于广东江门地下700米的“超级眼睛”刚刚睁开，就改变了世界粒子物理研究的格局。

江门中微子实验（JUNO）在正式运行仅59天后，于2025年11月19日发布了其首个重大科学成果。

科研人员利用这短短两个多月的数据，成功测出了中微子振荡的两个关键参数，测量精度较此前国际最好水平提升1.5至1.8倍。

这意味着中国主导的这一大科学装置，仅用不到60天的时间，就超越了国外同类实验10年至20年的成果积累。

01 “幽灵粒子”与“太阳偏差”
中微子是构成物质世界的基本粒子之一，因其几乎不与物质相互作用，也被称为 “幽灵粒子”。

它们能轻易穿透地球和人体，却几乎不留痕迹。

这种难以捕捉的特性使得中微子成为探索宇宙奥秘的独特信使，携带着关于宇宙诞生与演化的宝贵信息。

中微子有一个奇妙的特性——中微子振荡。它们会在飞行过程中从一种类型转变为另一种类型。

描述这种振荡规律需要六个参数，而江门中微子实验此次突破性测量的是其中两个关键参数：混合角θ₁₂和质量平方差Δm²₂₁。

长期以来，科学界存在一个谜团：通过太阳中微子和反应堆中微子测量这两个参数时，结果存在约1.5倍标准偏差的不一致。

这就是著名的“太阳中微子偏差”，它暗示着可能存在人类尚未掌握的新物理规律。

02 地下700米的“超级眼睛”
江门中微子实验的核心探测器位于地下700米深处，是一个有效质量达2万吨的液体闪烁体探测器。

其主体是一个直径41.1米的不锈钢网壳，内部是直径35.4米的有机玻璃球，里面装有2万吨液体闪烁体。

为了捕捉中微子的微弱信号，探测器周围安装了45000只光电倍增管，它们像视网膜一样灵敏，能够捕捉到极微弱的光信号。

整个探测器坐落于一个44米深的水池中央，水体充当着天然屏障，屏蔽宇宙射线等背景干扰。

从2008年的构想萌芽，到2015年启动隧道和地下实验室建设，再到2025年8月正式运行取数，JUNO的建设走过了十余年的不凡征程。

03 两个月超越二十年
从8月26日JUNO正式运行取数至11月2日，科研人员分析了59天中的有效数据，成功捕获了2300多个中微子信号。

通过对这些数据的精密分析，团队实现了对两个关键中微子振荡参数的前所未有的测量精度。

“JUNO能够在仅2个月的时间内完成如此高精度的测量，表明JUNO探测器的性能完全符合设计预期！”在成果发布会现场，中国科学院院士、江门中微子实验项目经理和发言人王贻芳难掩喜悦之情。

测量精度的飞跃使得科学家们能够更接近回答中微子物理领域的根本问题。

更重要的是，JUNO通过反应堆中微子证实了“太阳中微子偏差”的存在，为探索新物理规律提供了重要线索。

04 全球智慧的合作典范
江门中微子实验是大型基础科学研究国际合作项目，充分展现了我国在国际合作方面开放、合作、共赢的理念。

作为由中国科学院高能物理研究所领导的重大国际合作项目，JUNO汇聚了来自17个国家和地区、75个科研机构的700多名研究人员。

“作为JUNO机构委员会主席，看到这一全球努力达到这样的里程碑，我感到非常自豪。”来自法国斯特拉斯堡大学和法国国家科学研究中心的马科斯・德拉科斯表示。

JUNO的成功反映了整个国际团队的投入和创造力。

JUNO副发言人、意大利米兰大学的吉尔切诺・拉努奇指出：“我们共同建造了一个最先进的探测器，结合了许多尖端技术，这将在未来几年主导中微子物理学领域，提供精确度极高的结果。”

05 未来三十年的科学征程
凭借其超高探测灵敏度，JUNO除了聚焦中微子质量顺序这一核心目标，还将精确测量中微子振荡参数，开展对太阳、超新星、大气及地球中微子的研究，并寻找超出粒子物理标准模型的新物理。

值得关注的是，它的设计使用寿命为30年，可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验，以检验中微子是否为自身的反粒子，并探测中微子的绝对质量。

中国科学院高能物理研究所所长、江门中微子实验副发言人曹俊表示：“未来几十年里，江门中微子实验将持续产生重要物理成果并培养新一代物理学家。”

未来，项目团队将确保JUNO高效平稳运行的同时，提升运行效能，与全球科学家紧密协作，不断产出具有重大科学意义和国际影响力的原创性科技成果。

江门中微子实验的设计使用寿命长达30年。这座位于地下700米的“超级眼睛”刚刚睁开，就已经改变了世界粒子物理研究的格局。

未来几十年，它将继续凝视中微子这一“幽灵粒子”，带领人类走向对物质本质和宇宙奥秘的更深入理解。

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