中国速度！江门中微子实验发布首个成果

11月19日

广东江门中微子实验（JUNO）

发布首个物理成果

 

测出中微子振荡的

2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

 

这是目前最高的精度

也是惊人的速度：

JUNO仅用2个月时间

就超越了国外同类实验

10年至20年的成果积累

 

中心探测器。

 

 

01

 实现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。

 

中微子是构成物质世界的基本粒子之一，其质量起源与重大宇宙学问题密切相关，被视为探索新物理规律的关键“门户”。

 

但中微子很特别，它会像变魔术一样，会在不同类型之间转换，这被称为中微子振荡。而想要描述振荡现象，需要搞清楚6个参数。

 

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，成功把6个参数中的2个和质量平方差的精度大幅刷新，比此前实验的最好精度提高了1.5到1.8倍。

 

王贻芳表示，这一前所未有的测量精度，使科研人员可以很快确定中微子质量顺序，检验3种中微子振荡的框架，寻找超出此框架的新物理。

 

JUNO是国际上首个建成的新一代超大规模、超高精度的中微子实验装置，是人类观测中微子的“超级眼睛”。

 

此次测量的两个关键振荡参数，最初通过太阳中微子测定，但也可以通过反应堆中微子精确测定。此前这两种方法在质量平方差的测量结果上存在约1.5倍标准的“太阳中微子偏差”，暗示可能存在未被人类掌握的新物理规律。

 

本次JUNO通过反应堆中微子证实了这一偏差的存在。未来，JUNO有望通过同时测量太阳中微子和反应堆中微子，来证实或证伪该偏差，引导科学家掌握其中的奥秘。

 

球内。

 

 

02

 将持续产生重要物理成果 

 

江门中微子实验的核心探测器位于地下700米，是一个有效质量达2万吨的液体闪烁体探测器，坐落于一个44米深的水池中央。

 

其主体结构为直径41.1米的不锈钢网壳，承载着包括直径35.4米的有机玻璃球、2万吨液体闪烁体、45000只光电倍增管等在内的众多关键部件，共同构起超高灵敏度的中微子探测系统。

 

运行期间首批获取的数据显示，JUNO探测器的关键性能指标已全面达到或超越设计预期。

 

凭借超高探测灵敏度，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。

 

有机玻璃检查。

 

 

03

 未来几年主导中微子物理学领域 

 

从2008年的构想萌芽，到2025年的正式运行，JUNO的建设走过了十余年的不凡征程——

 

项目于2013年得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）及广东省人民政府的支持；2014年得到国际合作组多个国家的批准和经费支持；2015年启动隧道和地下实验室建设；2021年12月完成实验室建设并开始探测器安装；一年后，探测器完成建设并开始灌注超纯水与液体闪烁体；今年8月，完成液体闪烁体灌注并正式运行取数。

 

如今的JUNO，已准备好开展中微子物理前沿研究。

 

发布会上，中国科学院副院长、党组成员丁赤飚表示，这是一项汇聚了全球智慧的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（Marcos Dracos）表示，JUNO的成功反映了整个国际团队的投入和创造力。

 

“今天宣布的科学成果见证了JUNO合作组过去十多年努力的成功。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。”JUNO副发言人、意大利米兰大学及意大利国家核物理研究院的研究员吉尔切诺•拉努奇（Gioacchino Ranucci）说。

 

丁赤飚希望，未来，项目团队确保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。