今天（19日），中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所發(fā)布大科學(xué)裝置——江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)正式運(yùn)行后的首個(gè)重大科研成果。

證實(shí)太陽(yáng)中微子偏差的存在

在這輪實(shí)驗(yàn)中，科研人員深度分析了今年8月26日該裝置正式運(yùn)行到11月2日之間共59天的反應(yīng)堆中微子數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)測(cè)量了兩個(gè)振蕩參數(shù)。據(jù)了解，這兩個(gè)振蕩參數(shù)既可以通過(guò)太陽(yáng)中微子來(lái)測(cè)定，也可以通過(guò)核反應(yīng)堆中微子來(lái)測(cè)定。此前，科學(xué)界用這兩種方法的數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果有大約1.5倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差，被稱(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)對(duì)核反應(yīng)堆測(cè)量的太陽(yáng)中微子參數(shù)，證實(shí)了這個(gè)偏差仍然存在，且測(cè)量精度相比以往國(guó)際上各類(lèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)提高了1.5到1.8倍。通過(guò)這次江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)取得的成果表明，探測(cè)器達(dá)到了科學(xué)家們的設(shè)計(jì)要求，能夠高效從事物理學(xué)研究。

最主要的科學(xué)目標(biāo)是解決物理學(xué)中的一個(gè)重大問(wèn)題：中微子的質(zhì)量順序

專(zhuān)家介紹，太陽(yáng)中微子的振蕩模式跟核反應(yīng)堆中微子振蕩模式是非常類(lèi)似的。通過(guò)精度的提高，科研人員可以對(duì)太陽(yáng)中微子的振蕩有更好的了解，可以精確研究中微子整個(gè)振蕩矩陣的所有參數(shù)，驗(yàn)證是不是只有三代中微子。歷史上人類(lèi)曾經(jīng)認(rèn)為原子是最小的粒子，但是在后來(lái)的深入研究中，逐漸發(fā)現(xiàn)構(gòu)成今天我們的世界的基本粒子包括6種夸克、6種輕子，其中輕子中有3種是中微子，即：電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。而江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)最主要的科學(xué)目標(biāo)就是解決粒子物理學(xué)領(lǐng)域未來(lái)十年內(nèi)的一個(gè)重大問(wèn)題，即：中微子的質(zhì)量順序，從而為探索未知物理世界打開(kāi)新窗口。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)建設(shè)歷經(jīng)十年艱辛歷程

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)由中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所于2008年提出構(gòu)想，2015年啟動(dòng)隧道和地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。2021年12月完成實(shí)驗(yàn)室建設(shè)并開(kāi)始了探測(cè)器在地下實(shí)驗(yàn)室的安裝建設(shè)。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的核心探測(cè)器為有效質(zhì)量達(dá)2萬(wàn)噸的液體閃爍體探測(cè)器，安置于地下實(shí)驗(yàn)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(wàn)噸液體閃爍體、兩萬(wàn)只20英寸光電倍增管、兩萬(wàn)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眾多關(guān)鍵部件。遍布探測(cè)器內(nèi)壁的光電倍增管協(xié)同工作，探測(cè)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(hào)輸出。

未來(lái)升級(jí)后將解決諸多領(lǐng)域的前沿交叉熱點(diǎn)難題

作為國(guó)際上首個(gè)運(yùn)行的超大規(guī)模和超高精度的中微子專(zhuān)用大科學(xué)裝置，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將助力科學(xué)家對(duì)來(lái)自太陽(yáng)、超新星、大氣和地球的中微子開(kāi)展前沿研究。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)使用壽命為30年，后期可升級(jí)改造為世界最靈敏的無(wú)中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)。升級(jí)后，該裝置將探測(cè)中微子絕對(duì)質(zhì)量，檢驗(yàn)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(duì)宇宙的理解。