院士揭秘捕捉“幽灵粒子”的中国突破探索宇宙终极谜题

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2025-11-29 11:01:12 环球网

中国科学院高能物理研究所宣布，江门中微子实验装置正式建设成功，并发布了首个物理成果。中微子被称为“幽灵粒子”，是构成物质世界的12种基本粒子之一，在宇宙中广泛存在。由于其几乎不与任何物质发生作用，难以捕捉，因此成为人类了解最少的基本粒子。

院士揭秘捕捉“幽灵粒子”的中国突破

中微子研究对解释宇宙演化的奥秘至关重要。通过对59天有效数据的分析，江门中微子实验合作组测量了太阳中微子振荡参数混合角θ12及其相关的质量参数，精度比此前实验提高了1.5到1.8倍。这些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。此前两种方法对质量平方差的测量结果有大约1.5倍标准偏差的不一致，称为“太阳中微子偏差”。此次江门中微子实验通过反应堆中微子证实了这个偏差。

中微子振荡的电荷共轭—宇称对称性破坏（CP破坏）特性可能有助于解释为何宇宙中物质远多于反物质。要测量CP破坏的大小，需要先知道中微子的质量排序。中微子的质量影响宇宙的演化进程，确定质量排序为后续研究铺路。当前对中微子的探索重点包括中微子的质量来源、3种中微子的质量排序问题以及中微子是否为自身的反粒子（“马约拉纳粒子”属性）。

江门中微子实验的成功建立在我国多年积累的基础上。大亚湾中微子实验是关键节点，2012年该实验发现了一种新的中微子振荡模式，并精确测量了混合参数θ13。大亚湾中微子实验不仅完成了所有科学目标，还培养出一批中微子研究人才。其部分器件被继续用于江门中微子实验，科研传承得以延续。

作为新一代中微子实验装置，江门中微子实验的主要目标是确定中微子的质量排序。装置建在广东省江门市打石山地下700米处，核心是一个直径35.4米的有机玻璃球，内部装有2万吨液体闪烁体。装置攻克了三大技术难题：用钢网架支撑有机玻璃球，克服浮力；提高液体闪烁体纯度；自主研发光电倍增管探测效率国际领先。设计寿命长达30年，未来将拓展探索范围，深入研究太阳中微子、地球中微子等，并能在银河系内超新星爆发时第一时间捕捉中微子信号，助力揭开恒星演化的奥秘。

江门中微子实验是一个重大国际合作项目，有700多名研究人员来自17个国家和地区、75个科研机构。王贻芳表示，基础研究的突破需要时间，未来几十年，以江门中微子实验的超高精度，将持续产出重大成果并培养新一代物理学家。

(责任编辑：zhangxiaohua)

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