中国JUNO探测器实现中微子测量新纪录

中国JUNO探测器实现中微子测量新纪录

中国JUNO探测器实现中微子测量新纪录

中国南方一座大型地下粒子探测器公布了首批重大科学成果,创下了迄今为止最精确的中微子空间传播振荡测量记录。

江门地下中微子天文台(JUNO)于周三在《自然》杂志上以封面文章形式发表了这一研究成果,数据仅来自2025年8月26日至11月2日期间采集的59天观测记录。研究人员表示,这标志着这座下一代设施正式亮相,有望解答粒子物理学中一个长期悬而未决的重大问题。

史无前例的精确度

JUNO测量了六个基本中微子振荡参数中的两个——sin²θ₁₂和Δm²₂₁——其精确度比数十年间多个实验综合结果高出1.6倍。这两个参数描述了中微子在穿越空间时如何在电子、μ子和τ子三种"味"之间相互转变。

该探测器是一个高达10层楼的塑料球形容器,内部装有2万吨液体闪烁体,坐落于广东省开平市附近一座山丘地下约650米深处,用于捕捉来自53千米外核电站反应堆的中微子流。

"JUNO的核心目标是确定中微子质量排序,即中微子质量态的顺序。"研究人员王贻芳接受路透社采访时表示。这一问题——中微子质量是遵循"正常"还是"倒置"层级——多年来始终困扰着物理学界,对于理解早期宇宙中物质的形成具有深远意义。

未来探索的基石

这座耗资3.76亿美元的设施于2025年8月26日正式开始采集物理数据,距其破土动工已历时近十年。据《科学》杂志报道,初步结果表明,JUNO有望实现其核心目标——确定中微子的质量排序,但这还需要数年时间持续积累数据。

《自然》杂志同期发表的一篇评论文章将上述结果描述为:确立了"JUNO作为探索粒子物理学若干最基本问题的重要设施"地位。

该合作项目由中国科学院高能物理研究所牵头,汇聚了来自全球各地研究机构的科学家。JUNO预计将运行逾30年,期间还将对来自太阳、地球内部、大气层的中微子展开研究,并有望探测未来超新星爆发所释放的中微子。