中國打造“風鈴陣”捕捉“幽靈粒子” 探索宇宙起源的關鍵

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2025-12-01 06:42:49 海外網

中國科學院高能物理研究所宣布江門中微子實驗裝置正式建設成功，并發(fā)布了首個物理成果。通過對59天有效數據的分析，合作組測量了“太陽中微子振蕩參數”的混合角θ12及其相關的質量參數，精度比此前實驗提高了1.5到1.8倍。這兩個振蕩參數最初通過太陽中微子測定，也可以通過反應堆中微子精確測定。此前這兩種方法對質量平方差的測量結果存在不一致，被稱為“太陽中微子偏差”，此次江門中微子實驗通過反應堆中微子證實了這個偏差。

中國打造“風鈴陣”捕捉“幽靈粒子”

中微子是構成物質世界的12種基本粒子之一，在宇宙中廣泛存在。由于中微子幾乎不與任何物質發(fā)生作用，難以捕捉，因此被稱為“幽靈粒子”。這種神秘的粒子可能隱藏著解開宇宙終極謎題的鑰匙?？茖W家們發(fā)現，中微子振蕩的電荷共軛—宇稱對稱性破壞（CP破壞）特性，可能有助于解釋為何宇宙中物質遠多于反物質。了解中微子的質量排序對于確定中微子質量和進一步研究至關重要。

江門中微子實驗的成功建立在我國多年積累的基礎上，大亞灣中微子實驗是關鍵節(jié)點。2003年，王貽芳注意到國際科學界都在嘗試通過反應堆中微子測量混合參數θ13。同年，他提出利用大亞灣核反應堆群產生的大量中微子來尋找中微子的第三種振蕩模式，并設計出實驗裝置。2012年，大亞灣中微子實驗發(fā)現了新的中微子振蕩模式，并精確測量了混合參數θ13。大亞灣中微子實驗的成功為江門中微子實驗鋪就了關鍵基石。

作為新一代中微子實驗裝置，江門中微子實驗從設計到建設都承載著攻克中微子核心謎題的使命。其主要目標是確定中微子的質量排序。實驗裝置建在廣東省江門市打石山地下700米處，核心是一個直徑35.4米的有機玻璃球，內部裝有2萬噸液體閃爍體。裝置的研發(fā)攻克了三大技術難題：用鋼網架支撐有機玻璃球，克服浮力；提高液體閃爍體純度；自主研發(fā)的光電倍增管探測效率國際領先。

江門中微子實驗裝置的設計壽命長達30年，未來探索范圍將不斷拓展，除了攻克質量排序問題，還能深入研究太陽中微子、地球中微子，甚至銀河系內超新星爆發(fā)時的中微子信號。這一國際合作項目有700多名研究人員，來自17個國家和地區(qū)、75個科研機構。未來幾十年，以江門中微子實驗的超高精度，它會持續(xù)產出重大成果，并培養(yǎng)新一代物理學家。

(責任編輯：zx0176)

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