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並正式運行取數，成為全球首個運行的超大規模和超高精度中微子專用大科學裝置。這項耗資 3.76 億美元的國際合作項目，匯集來自 17 個國家和地區、74 個科研機構約 600 名研究人員，期望解決中微子質量排序這個重大課題。
中微子是組成物質世界最基本粒子之一，無所不在但比組成人體粒子間隙還要小，幾乎不與物質發生反應，極難探測，因此被稱為「幽靈粒子」。JUNO 探測器主體是直徑約 35 米的有機玻璃球，內部灌入液體閃爍體，外部水池充滿 3.5 萬噸高純水。
位於廣東省江門市地下 700 米處的 JUNO，每天可以「捉」到大約 60 個「幽靈粒子」。中微子穿過探測器時，偶爾與烷基苯發生反應發出極微弱閃爍光，儀器捕捉光訊號後轉化成電訊號並放大 1,000 萬倍進行數據分析。
探測中微子的關鍵技術是光電倍增管，科學家稱之為「黃金瞳」，能看到中微子擊中閃爍體時發出的微弱螢光，亮度僅是手機螢幕的 100 億分之一。相當於把手機放到 50 多公里外的地方，黃金瞳依然能清楚看到這微弱光亮。
JUNO 探測器可以探測 53 公里外台山和陽江核電站產生的中微子，並以前所未有精度測量它們的能譜。與國際同類實驗相比，JUNO 對質量順序的測定不受地球物質效應和其他未知中微子震盪參數影響，並將顯著提高 6 個中微子震盪參數中 3 個參數的精度。
這是國際上首個運行的此類中微子觀測器，而日本、美國的同類觀測器分別預計於 2027 年、2031 年才開始收集數據。
JUNO 獲取的首批數據顯示，各項性能指標全面達到或超越設計預期。JUNO 實驗使科學家能對來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展先進研究，並將開啟探索未知物理的新窗口，包括對不活躍中微子和質子衰變的搜尋。
JUNO 構想由中國科學院高能所 2008 年提出，2013 年獲得中國科學院戰略性先導科技專項（A類）支援，同年獲得廣東省支援，2015 年啟動隧道和地下實驗室建設。2021 年 12 月完成實驗室建設，展開探測器在地下實驗室的安裝建設，2024 年 12 月探測器主體建設完成並開始灌注超純水與液體閃爍體。
江門中微子合作組發言人王貽芳表示，完成江門中微子探測器灌注並開始運行取數是突破性進展。「這是國際上首次運行這樣一個超大規模和超高精度的中微子專用大科學裝置，將使我們能回答關於物質和宇宙本質的基本問題。」
資料來源：世界新聞網
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