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江門中微子實驗測量精度創新高為探知物理世界打開新窗口

2025-11-20 12:40:08 來源：

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今天，中國科學院高能物理研究所發布大科學裝置——江門中微子實驗正式運行后的首個重大科研成果。

證實太陽中微子偏差的存在

在這輪實驗中，科研人員深度分析今年8月26日該裝置正式運行到11月2日之間共59天的監測數據，并以此為依據測量太陽中微子的兩個振蕩參數。據了解，這兩個振蕩參數既可以通過對太陽中微子來測定，也可以通過對核反應堆的中微子來測定。

此前，科學界用這兩種方法的數據測量結果有大約1.5倍的標準偏差，被稱為“太陽中微子偏差”。此次江門中微子實驗通過對核反應堆測量的太陽中微子參數，證實了這個偏差仍然存在，且測量精度相比以往國際上各類相關實驗提高了1.5到1.8倍。

江門中微子實驗建設

歷經的艱辛歷程

江門中微子實驗由中國科學院高能物理研究所于2008年提出構想，2015年啟動隧道和地下實驗室建設。2021年12月完成實驗室建設并開始探測器在地下實驗室的安裝建設。

江門中微子實驗的核心探測器為有效質量達2萬噸的液體閃爍體探測器，安置于地下實驗大廳44米深的水池中央。直徑41.1米的不銹鋼網殼作為主支撐結構，承載了包括35.4米直徑的有機玻璃球、2萬噸液體閃爍體、2萬支20英寸光電倍增管、25000支3英寸光電倍增管以及前端電子學、防磁線圈和隔光板等眾多關鍵部件。遍布探測器內壁的光電倍增管協同工作，探測中微子與液閃相互作用產生的閃爍光，并將其轉換為電信號輸出。

中國科學院院士、江門中微子實驗合作組發言人王貽芳：這個探測器達到了我們的設計要求，能夠從事最好的物理學的研究。未來在幾年時間內，我們會把精度再提高幾倍，最終我們會比目前世界上最好的精度要提高10倍以上。

江門中微子實驗的設計使用壽命為30年，后期可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗。升級后，該裝置將探測中微子絕對質量，檢驗中微子是否為馬約拉納粒子，從而解決粒子物理、天體物理和宇宙學的前沿交叉熱點難題，并深刻影響我們對宇宙的理解。

研究中微子為探索

未知物理世界打開新窗口

作為國際上首個運行的超大規模和超高精度的中微子專用大科學裝置，江門中微子實驗將助力科學家對來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究，其最主要的科學目標是解決粒子物理學領域未來十年內的一個重大問題，即：中微子的質量順序，從而為探索未知物理世界打開新窗口。

專家介紹，歷史上我們曾經認為原子是最小的粒子，但是在后來的深入研究中，人類逐漸發現構成今天我們的世界的基本粒子包括6種夸克、6種輕子，其中輕子中有3種是中微子，即：電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。

中微子是構成物質世界的基本粒子之一，從宇宙產生的那一刻起就扮演著重要角色，在最微觀的物質世界和最宏觀的宇宙中起著重要作用，如果中微子沒有質量，就不會有星系、銀河系、太陽、地球以及人類。

從1956年人類發現中微子以來，對中微子的探索與研究從未停止，然而由于中微子極難探測，使其至今還有很多未解之謎沒有解開。

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