2025年8月26日，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(shù)。經(jīng)過十餘年的準備和建設(shè)，江門中微子實驗成為國際上首個運行的超大規(guī)模和超高精度中微子專用大科學(xué)裝置。在試運行期間首批獲取的數(shù)據(jù)顯示，江門中微子實驗探測器關(guān)鍵性能指標全面達到或超越設(shè)計預(yù)期，這將使該大科學(xué)裝置能夠著手解決粒子物理學(xué)領(lǐng)域未來十年內(nèi)的一個重大問題：中微子質(zhì)量排序，並協(xié)助科學(xué)家對來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究，開啟探索未知物理的新窗口。
江門中微子實驗探測器位於廣東省江門市附近的地下700米處，可以探測53公里外臺山和陽江核電站產(chǎn)生的中微子，並以前所未有的精度測量它們的能譜。與國際同類實驗相比，江門中微子實驗對質(zhì)量順序的測定不受地球物質(zhì)效應(yīng)和其他未知中微子振盪參數(shù)的影響，並將顯著提高6個中微子振盪參數(shù)中的三個參數(shù)的精度。
中心探測器內(nèi)部的有機玻璃球及光電倍增管。
江門中微子實驗由中國科學(xué)院高能物理研究所於2008年提出構(gòu)想，2013年得到中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（A類）支持，並在同年得到廣東省人民政府的支持，2015年啟動隧道和地下實驗室建設(shè)。2021年12月完成實驗室建設(shè)並開始了探測器在地下實驗室的安裝建設(shè)，2024年12月探測器主體建設(shè)完成並開始灌注超純水與液體閃爍體。在灌裝過程中，項目團隊首先在45天內(nèi)完成超過6萬噸超純水的灌注，將內(nèi)外有機玻璃球的液位差控制到厘米量級，流量偏差不超過0.5%，有力保障了探測器主體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。隨後歷經(jīng)半年的精細操作，將2萬噸液體閃爍體精準注入直徑35.4米的有機玻璃球內(nèi)，並同步完成原有純水的置換。尤為關(guān)鍵的是，超純水與液體閃爍體的超高潔淨(jìng)度、透明度和極低放射性本底等特殊要求全部得到滿足。與此同時，項目團隊完成了探測器的調(diào)試優(yōu)化，確保了探測器在灌注完成後立刻進入正式運行取數(shù)階段。
水池上方的頂部徑跡探測器。
江門中微子實驗的核心探測器為有效質(zhì)量達2萬噸的液體閃爍體探測器（中心探測器），安置於地下實驗大廳44米深的水池中央。直徑41.1米的不鏽鋼網(wǎng)殼作為主支撐結(jié)構(gòu)，承載了包括35.4米直徑的有機玻璃球、兩萬噸液體閃爍體、兩萬隻20英寸光電倍增管、兩萬五千隻3英寸光電倍增管以及前端電子學(xué)、電纜、防磁線圈和隔光板等眾多關(guān)鍵部件。遍布探測器內(nèi)壁的光電倍增管協(xié)同工作，探測中微子與液閃相互作用產(chǎn)生的閃爍光，並將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
中心探測器內(nèi)部的有機玻璃球及光電倍增管。
江門中微子實驗是中國科學(xué)院高能物理研究所主導(dǎo)的重大國際合作項目，成員涵蓋來自17個國家和地區(qū)、74個科研機構(gòu)的近700名研究人員。江門中微子實驗的設(shè)計使用壽命為30年，後期可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗。這樣的升級將探測中微子絕對質(zhì)量，檢驗中微子是否為馬約拉納粒子，從而解決粒子物理、天體物理和宇宙學(xué)的前沿交叉熱點難題，並深刻影響我們對宇宙的理解。
江門中微子合作組發(fā)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(shù)，是一個突破性的進展。這是國際上首次運行這樣一個超大規(guī)模和超高精度的中微子專用大科學(xué)裝置，將使我們能夠回答關(guān)於物質(zhì)和宇宙本質(zhì)的基本問題。」（圖源 央視新聞）
頂圖圖說：位於水池內(nèi)（尚未灌水）的中心探測器（外部圖）。
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