建成俩月即发成果,江门中微子实验有望敲开“新物理”大门

11月19日,中国科学院高能物理研究所宣布,江门中微子实验(JUNO)发布了首个物理成果——两个中微子振荡参数的最精确测量。作为国际上首个建成的新一代超大规模、超高精度的中微子实验装置,JUNO建成并正式运行两个月的有效实验数据测量精度,即超过国际同类实验10到20年的积累,并将持续开展中微子物理前沿研究。

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中心探测器

构成物质世界的最基本的粒子有12种,包括6种夸克,3种带电轻子和3种中微子。中微子作为揭开宇宙奥秘的“金钥匙”,与暗物质、天体演化等宇宙起源和演化问题密切相关。测量中微子质量顺序,是国际中微子研究的前沿热点目标,对它的研究有望敲开“新物理”的大门。

JUNO是中国科学院高能所领导的重大国际合作项目,来自17个国家和地区、75个科研机构的700多名研究人员组成国际合作组,共同投身到这一超大规模、超高精度的液体闪烁体中微子实验建设中。他们历经多年攻关,在测量中微子质量顺序的最佳点——广东省江门开平市金鸡镇打石山下700米深处,建成了有效质量达两万吨的液体闪烁体探测器。2025年8月26日,探测器成功完成建设并开始正式运行,短短两个月,就取得了首个物理成果。

通过对探测器采集的59天有效数据进行分析,合作组测量了“太阳中微子振荡参数”及相关的质量参数,数据比此前实验的最好精度提高了1.5到1.8倍。曾经,这两种方法对质量平方差的测量结果有大约1.5倍标准偏差的不一致,被称为“太阳中微子偏差”,暗示着可能有“新物理”存在。中国科学院高能所副所长温良剑表示,此次江门中微子实验通过反应堆中微子证实了这个偏差,未来,仅依靠JUNO就能通过同时测量太阳中微子和反应堆中微子,证实或证伪该偏差。

江门中微子实验项目经理、发言人王贻芳表示,能在仅两个月的时间内完成如此高精度的测量,表明JUNO探测器的性能完全符合设计预期,“它前所未有的测量精度,使我们可以很快确定中微子质量顺序,检验3种中微子振荡的框架,并寻找超出此框架的‘新物理’”。

JUNO的设计使用寿命为30年,凭借超高探测灵敏度,除了聚焦中微子质量顺序这一核心目标,它今后还将精确测量中微子振荡参数,开展太阳、超新星等天体物理研究,持续产生重要物理成果。

来源:北京日报客户端

记者:刘苏雅,金瑶