中国打造“风铃阵”捕捉“幽灵粒子” 探索宇宙起源的关键

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2025-12-01 06:42:49 海外网

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。通过对59天有效数据的分析，合作组测量了“太阳中微子振荡参数”的混合角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。这两个振荡参数最初通过太阳中微子测定，也可以通过反应堆中微子精确测定。此前这两种方法对质量平方差的测量结果存在不一致，被称为“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。

中国打造“风铃阵”捕捉“幽灵粒子”

中微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。由于中微子几乎不与任何物质发生作用，难以捕捉，因此被称为“幽灵粒子”。这种神秘的粒子可能隐藏着解开宇宙终极谜题的钥匙。科学家们发现，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。了解中微子的质量排序对于确定中微子质量和进一步研究至关重要。

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。2003年，王贻芳注意到国际科学界都在尝试通过反应堆中微子测量混合参数θ13。同年，他提出利用大亚湾核反应堆群产生的大量中微子来寻找中微子的第三种振荡模式，并设计出实验装置。2012年，大亚湾中微子实验发现了新的中微子振荡模式，并精确测量了混合参数θ13。大亚湾中微子实验的成功为江门中微子实验铺就了关键基石。

作为新一代中微子实验装置，江门中微子实验从设计到建设都承载着攻克中微子核心谜题的使命。其主要目标是确定中微子的质量排序。实验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。装置的研发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；自主研发的光电倍增管探测效率国际领先。

江门中微子实验装置的设计寿命长达30年，未来探索范围将不断拓展，除了攻克质量排序问题，还能深入研究太阳中微子、地球中微子，甚至银河系内超新星爆发时的中微子信号。这一国际合作项目有700多名研究人员，来自17个国家和地区、75个科研机构。未来几十年，以江门中微子实验的超高精度，它会持续产出重大成果，并培养新一代物理学家。

(责任编辑：zx0176)

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