地下700米，廣東江門的一處靜謐山體深處，一個直徑超35米的有機玻璃球正靜靜捕捉來自宇宙的“幽靈粒子”——中微子。
8月26日，江門中微子實驗（JUNO）正式運行取數(shù)。這座歷時十余年建設的重大科學設施，將著手解決粒子物理學領域未來十年內的重大問題之一：中微子質量排序。
圖為位于水池內（尚未灌水）的中心探測器（外部圖）。（中國科學院高能物理研究所供圖）
中微子是構成物質世界的基本粒子之一，也是宇宙中最古老、數(shù)量最多的粒子，從宇宙大爆炸起就彌散在宇宙中，無處不在卻又“神出鬼沒”，幾乎不與任何物質發(fā)生反應，導致人們不僅看不到，就連探測也十分不易。
直到1956年，人類才首次在核反應堆捕捉到中微子的蹤跡。從那時起，中微子就成為物理學研究的重要課題，但仍有諸多未解之謎。
中微子就像宇宙留給人類的一道謎題。早在2003年，我國便論證設計了第一代中微子實驗裝置——大亞灣中微子實驗。
如今，江門中微子實驗接過了接力棒。它不僅要解答中微子質量排序問題，還將以更高精度測量中微子振蕩參數(shù)，并涉足超新星、地球中微子、太陽中微子等研究。
圖為中心探測器內部的有機玻璃球及光電倍增管。（中國科學院高能物理研究所供圖）
江門中微子實驗的探測器核心是一個裝載2萬噸液體閃爍體的有機玻璃球，外壁鑲嵌著數(shù)萬只光電倍增管，一旦有中微子與之發(fā)生反應，就會發(fā)出微弱的光信號——這些信號將被放大、記錄、分析，如同在深海中傾聽宇宙的低語。
建設如此高精度的探測器，每一步都是挑戰(zhàn)。江門中微子實驗總工程師馬驍妍介紹，項目團隊在45天內完成6萬多噸超純水的灌注，將內外有機玻璃球的液位差控制到厘米量級，流量偏差不超過0.5%，有力保障了探測器主體結構的安全穩(wěn)定。
“這是國際上首次運行這樣一個超大規(guī)模和超高精度的中微子專用大科學裝置，將使我們能夠回答關于物質和宇宙本質的基本問題?！敝袊茖W院院士、江門中微子實驗首席科學家王貽芳說。
江門中微子實驗由中國科學院高能物理研究所牽頭，合作組包括來自17個國家和地區(qū)的約700名研究人員。從看不見摸不著的“幽靈粒子”，到一步步揭開神秘面紗，江門中微子實驗是通向未知宇宙的一扇新窗口。
按計劃，江門中微子實驗設計使用壽命可達30年，后期可升級改造為無中微子雙貝塔衰變實驗，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。
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來源：新華社（記者 胡喆 馬曉澄）
編校：王瑩、潘藝文
編審：董佳興
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