2025年8月26日,中国科学院高能物理研究所宣布,江门中微子实验(JUNO)成功完成2万吨液体闪烁体灌注,正式运行并开始采集数据。
项目于2008年构想,2013年获中科院和广东省支持,2015年启动建设,2021年完成实验室建设,2024年12月完成探测器主体建设并开始灌注。
一、 专业化解读:JUNO为何如此重要?
1. 瞄准物理学“圣杯”之一:中微子质量排序
中微子共有三种类型(电子中微子、缪子中微子、陶子中微子,即νe, νμ, ντ),它们像幽灵一样,以接近光速的速度穿梭于宇宙之中,极少与物质发生作用。物理学界已知它们有质量,且质量各不相同,但三种中微子谁最轻、谁最重?这个被称为“中微子质量顺序”的问题,是当前粒子物理学的重大未解之谜,其答案将深刻影响粒子物理标准模型的未来发展和我们对宇宙的理解。
JUNO的核心科学目标,就是率先解答这个问题。 它通过测量53公里外台山和阳江核电站反应堆产生的中微子,以前所未有的能量分辨率精确分析其能谱,从而判断出第三种中微子(ν₃)是否比第二种(ν₂)更重。这将决定宇宙中微子质量序列的“正序”或“逆序”。
2. “巨型地球”与“超高精度”的技术巅峰
选址的智慧: 位于地下700米,巨大的岩层能有效屏蔽宇宙射线,为探测器创造一个“超净”的环境。
规模的极致: 2万吨液体闪烁体(液闪)构成了世界最大的地下液闪探测器。液闪的纯度极高,其放射性本底极低,相当于在一个标准游泳池里只能有一粒盐的杂质,确保了探测信号的洁净。
精度的革命: JUNO追求3%/@1MeV的能量分辨率,这意味着它能极其精确地测量中微子带来的能量信号。这是区分质量顺序的关键,好比拥有了像素极高的相机,能拍下中微子能谱最细微的扭曲,从而破解其质量秘密。