江門中微子實驗首個重大成果發(fā)布證實太陽中微子偏差

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2025-11-19 13:51:06 央廣網(wǎng)

今天，中國科學(xué)院高能物理研究所發(fā)布了江門中微子實驗正式運(yùn)行后的首個重大科研成果。在這次實驗中，科研人員分析了從今年8月26日裝置正式運(yùn)行到11月2日共59天的反應(yīng)堆中微子數(shù)據(jù)，并據(jù)此測量了兩個振蕩參數(shù)。這兩個參數(shù)既可以通過太陽中微子來測定，也可以通過核反應(yīng)堆中微子來測定。此前科學(xué)界用這兩種方法得到的數(shù)據(jù)測量結(jié)果有大約1.5倍的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)堆測量的太陽中微子參數(shù)，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(guān)實驗提高了1.5到1.8倍。這表明探測器達(dá)到了科學(xué)家們的設(shè)計要求，能夠高效從事物理學(xué)研究。

專家介紹，太陽中微子的振蕩模式與核反應(yīng)堆中微子振蕩模式非常相似。通過提高測量精度，科研人員可以更好地了解太陽中微子的振蕩，精確研究中微子整個振蕩矩陣的所有參數(shù)，驗證是否只有三代中微子。歷史上人類曾認(rèn)為原子是最小的粒子，但后來發(fā)現(xiàn)構(gòu)成我們世界的基本粒子包括6種夸克、6種輕子，其中3種是中微子：電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。江門中微子實驗的主要科學(xué)目標(biāo)是解決粒子物理學(xué)領(lǐng)域未來十年內(nèi)的一個重大問題，即中微子的質(zhì)量順序，從而為探索未知物理世界打開新窗口。

江門中微子實驗由中國科學(xué)院高能物理研究所于2008年提出構(gòu)想，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)并開始了探測器在地下實驗室的安裝。該實驗的核心探測器為有效質(zhì)量達(dá)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(wǎng)殼作為主支撐結(jié)構(gòu)，承載了包括35.4米直徑的有機(jī)玻璃球、兩萬噸液體閃爍體、兩萬只20英寸光電倍增管、兩萬五千只3英寸光電倍增管以及前端電子學(xué)、防磁線圈和隔光板等關(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，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。

作為國際上首個運(yùn)行的超大規(guī)模和超高精度的中微子專用大科學(xué)裝置，江門中微子實驗將助力科學(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。該實驗設(shè)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(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(diǎn)難題，并深刻影響我們對宇宙的理解。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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