院士揭秘捕捉“幽靈粒子”的中國(guó)突破探索宇宙終極謎題

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2025-11-29 11:01:12 環(huán)球網(wǎng)

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所宣布，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)裝置正式建設(shè)成功，并發(fā)布了首個(gè)物理成果。中微子被稱(chēng)為“幽靈粒子”，是構(gòu)成物質(zhì)世界的12種基本粒子之一，在宇宙中廣泛存在。由于其幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，難以捕捉，因此成為人類(lèi)了解最少的基本粒子。

院士揭秘捕捉“幽靈粒子”的中國(guó)突破

中微子研究對(duì)解釋宇宙演化的奧秘至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)59天有效數(shù)據(jù)的分析，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)合作組測(cè)量了太陽(yáng)中微子振蕩參數(shù)混合角θ12及其相關(guān)的質(zhì)量參數(shù)，精度比此前實(shí)驗(yàn)提高了1.5到1.8倍。這些參數(shù)最初通過(guò)太陽(yáng)中微子測(cè)定，但也可以通過(guò)反應(yīng)堆中微子精確測(cè)定。此前兩種方法對(duì)質(zhì)量平方差的測(cè)量結(jié)果有大約1.5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的不一致，稱(chēng)為“太陽(yáng)中微子偏差”。此次江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)通過(guò)反應(yīng)堆中微子證實(shí)了這個(gè)偏差。

中微子振蕩的電荷共軛—宇稱(chēng)對(duì)稱(chēng)性破壞（CP破壞）特性可能有助于解釋為何宇宙中物質(zhì)遠(yuǎn)多于反物質(zhì)。要測(cè)量CP破壞的大小，需要先知道中微子的質(zhì)量排序。中微子的質(zhì)量影響宇宙的演化進(jìn)程，確定質(zhì)量排序?yàn)楹罄m(xù)研究鋪路。當(dāng)前對(duì)中微子的探索重點(diǎn)包括中微子的質(zhì)量來(lái)源、3種中微子的質(zhì)量排序問(wèn)題以及中微子是否為自身的反粒子（“馬約拉納粒子”屬性）。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的成功建立在我國(guó)多年積累的基礎(chǔ)上。大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，2012年該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩模式，并精確測(cè)量了混合參數(shù)θ13。大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)不僅完成了所有科學(xué)目標(biāo)，還培養(yǎng)出一批中微子研究人才。其部分器件被繼續(xù)用于江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)，科研傳承得以延續(xù)。

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