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地下700米巨型实验室捕捉宇宙幽灵粒子 我国开启中微子研究新篇章

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2025-08-26 14:31:36  环球网

地下700米，广东江门的一处静谧山体深处，一个直径超35米的有机玻璃球正静静捕捉来自宇宙的“幽灵粒子”——中微子。

8月26日，江门中微子实验（JUNO）正式运行取数。这座历时十余年建设的重大科学设施，将着手解决粒子物理学领域未来十年内的重大问题之一：中微子质量排序。

图为位于水池内（尚未灌水）的中心探测器（外部图）。（中国科学院高能物理研究所供图）

中微子是构成物质世界的基本粒子之一，也是宇宙中最古老、数量最多的粒子，从宇宙大爆炸起就弥散在宇宙中，无处不在却又“神出鬼没”，几乎不与任何物质发生反应，导致人们不仅看不到，就连探测也十分不易。

直到1956年，人类才首次在核反应堆捕捉到中微子的踪迹。从那时起，中微子就成为物理学研究的重要课题，但仍有诸多未解之谜。

中微子就像宇宙留给人类的一道谜题。早在2003年，我国便论证设计了第一代中微子实验装置——大亚湾中微子实验。

如今，江门中微子实验接过了接力棒。它不仅要解答中微子质量排序问题，还将以更高精度测量中微子振荡参数，并涉足超新星、地球中微子、太阳中微子等研究。

图为中心探测器内部的有机玻璃球及光电倍增管。（中国科学院高能物理研究所供图）

江门中微子实验的探测器核心是一个装载2万吨液体闪烁体的有机玻璃球，外壁镶嵌着数万只光电倍增管，一旦有中微子与之发生反应，就会发出微弱的光信号——这些信号将被放大、记录、分析，如同在深海中倾听宇宙的低语。

建设如此高精度的探测器，每一步都是挑战。江门中微子实验总工程师马骁妍介绍，项目团队在45天内完成6万多吨超纯水的灌注，将内外有机玻璃球的液位差控制到厘米量级，流量偏差不超过0.5%，有力保障了探测器主体结构的安全稳定。

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