全球首個… 廣東江門中微子地下700米大科學裝置 灌水運行

江門中微子實驗大科學裝置中心偵測器內部的有機玻璃球及光電倍增管。（央視新聞截圖）

中國在粒子物理學研究發展邁大步。中國科學院高能物理研究所表示，江門中微子實驗（JUNO）已成功完成2萬噸液體閃爍體灌注，並正式運行取數，是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。位於地下700米深的JUNO能捕捉到俗稱「幽靈粒子」的中微子，有助着手解決中微子質量排序這個重大課題，對粒子物理、天體物理、宇宙學等基礎科學領域具有重要意義。

綜合央視新聞、香港文匯報、明報等媒體報導，中微子是組成物質世界最基本的粒子之一，且無所不在，但它比組成人體粒子的間隙還要小，幾乎不與物質發生反應，很難被探測到，因此也被稱爲「幽靈粒子」，探測器要特別大才能得到足夠樣本。JUNO探測器主體是直徑約35米的有機玻璃球，裡面灌入液體閃爍體，外部水池充滿3.5萬噸高純水。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，儀器捕捉到光信號後轉化成電信號並放大1000萬倍，用以數據分析。

要探測中微子，必須依靠關鍵的光電倍增管，科學家還給它取了個名字叫「黃金瞳」，它能看到中微子擊中閃爍體時發出的微弱螢光，亮度僅是手機屏幕的100億分之一。相當於把手機放到50多公里外的地方，黃金瞳依然能夠清楚地看到這微弱的光亮。

江門中微子實驗探測器內部。（新華社資料照片）

JUNO探測器位於廣東省江門市附近的地下700米處，可以探測53公里外台山和陽江核電站產生的中微子，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，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的影響，並將顯著提高六個中微子震盪參數中的三個參數的精度。

根據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實驗使科學家能夠對來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究，並將開啓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。

據瞭解，JUNO的構想由中國科學院高能所2008年提出，2013年得到中國科學院戰略性先導科技專項（A類）支持，並在同年得到廣東省支持，2015年啓動隧道和地下實驗室建設。2021年12月完成實驗室建設，並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，是一個突破性的進展。「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，將使我們能夠回答關於物質和宇宙本質的基本問題。」

位於水池內（尚未灌水）的中心探測器。（央視新聞截圖）