2025年8月26日,中國科學院高能物理研究所宣布,江門中微子實驗(JUNO)成功完成2萬噸液體閃爍體灌注,正式運行并開始采集數(shù)據(jù)。
項目于2008年構想,2013年獲中科院和廣東省支持,2015年啟動建設,2021年完成實驗室建設,2024年12月完成探測器主體建設并開始灌注。
一、 專業(yè)化解讀:JUNO為何如此重要?
1. 瞄準物理學“圣杯”之一:中微子質量排序
中微子共有三種類型(電子中微子、繆子中微子、陶子中微子,即νe, νμ, ντ),它們像幽靈一樣,以接近光速的速度穿梭于宇宙之中,極少與物質發(fā)生作用。物理學界已知它們有質量,且質量各不相同,但三種中微子誰最輕、誰最重?這個被稱為“中微子質量順序”的問題,是當前粒子物理學的重大未解之謎,其答案將深刻影響粒子物理標準模型的未來發(fā)展和我們對宇宙的理解。
JUNO的核心科學目標,就是率先解答這個問題。 它通過測量53公里外臺山和陽江核電站反應堆產(chǎn)生的中微子,以前所未有的能量分辨率精確分析其能譜,從而判斷出第三種中微子(ν?)是否比第二種(ν?)更重。這將決定宇宙中微子質量序列的“正序”或“逆序”。
2. “巨型地球”與“超高精度”的技術巔峰
選址的智慧: 位于地下700米,巨大的巖層能有效屏蔽宇宙射線,為探測器創(chuàng)造一個“超凈”的環(huán)境。
規(guī)模的極致: 2萬噸液體閃爍體(液閃)構成了世界最大的地下液閃探測器。液閃的純度極高,其放射性本底極低,相當于在一個標準游泳池里只能有一粒鹽的雜質,確保了探測信號的潔凈。
精度的革命: JUNO追求3%/@1MeV的能量分辨率,這意味著它能極其精確地測量中微子帶來的能量信號。這是區(qū)分質量順序的關鍵,好比擁有了像素極高的相機,能拍下中微子能譜最細微的扭曲,從而破解其質量秘密。