央視(shi)新聞 2025-08-26 08:03:38
2025年(nian)8月26日,江門(men)中(zhong)微子(zi)(zi)(zi)(zi)實(shi)驗(JUNO)成(cheng)功完成(cheng)2萬(wan)噸液(ye)體閃爍(shuo)體灌注,并正(zheng)式運(yun)(yun)行取數。經(jing)過十余年(nian)的(de)準備和(he)建設,江門(men)中(zhong)微子(zi)(zi)(zi)(zi)實(shi)驗成(cheng)為國際上(shang)首個運(yun)(yun)行的(de)超(chao)大(da)(da)規模和(he)超(chao)高精度(du)中(zhong)微子(zi)(zi)(zi)(zi)專用(yong)大(da)(da)科學(xue)(xue)裝置。在(zai)試運(yun)(yun)行期(qi)間首批獲取的(de)數據顯示,江門(men)中(zhong)微子(zi)(zi)(zi)(zi)實(shi)驗探測器關鍵性能(neng)指標全面(mian)達到或超(chao)越設計預(yu)期(qi),這將使該大(da)(da)科學(xue)(xue)裝置能(neng)夠著(zhu)手解決粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)物理(li)學(xue)(xue)領域未(wei)來(lai)十年(nian)內的(de)一個重大(da)(da)問題:中(zhong)微子(zi)(zi)(zi)(zi)質(zhi)量排序,并協助(zhu)科學(xue)(xue)家(jia)對來(lai)自太陽(yang)、超(chao)新(xin)星(xing)、大(da)(da)氣和(he)地球(qiu)的(de)中(zhong)微子(zi)(zi)(zi)(zi)開展前沿研究,開啟探索未(wei)知物理(li)的(de)新(xin)窗口。
江(jiang)門中微(wei)子(zi)(zi)實(shi)驗(yan)探(tan)測器位于廣東省江(jiang)門市附近(jin)的(de)地下(xia)700米(mi)處,可以探(tan)測53公(gong)里外臺(tai)山(shan)和陽江(jiang)核電站產(chan)生的(de)中微(wei)子(zi)(zi),并以前所未有的(de)精(jing)度測量它們的(de)能(neng)譜。與國(guo)際同類實(shi)驗(yan)相比,江(jiang)門中微(wei)子(zi)(zi)實(shi)驗(yan)對質(zhi)量順序(xu)的(de)測定不受地球物質(zhi)效應和其他未知中微(wei)子(zi)(zi)振蕩參(can)(can)數的(de)影響(xiang),并將顯著提高6個中微(wei)子(zi)(zi)振蕩參(can)(can)數中的(de)三個參(can)(can)數的(de)精(jing)度。
江門(men)中(zhong)微子實驗(yan)由中(zhong)國(guo)科學院高(gao)能物理研究(jiu)所于2008年(nian)提出構想,2013年(nian)得(de)到中(zhong)國(guo)科學院戰略性(xing)先導科技專項(xiang)(A類)支(zhi)持,并(bing)在(zai)(zai)同(tong)年(nian)得(de)到廣東省人民政府的(de)(de)支(zhi)持,2015年(nian)啟動(dong)隧道和地下實驗(yan)室(shi)建(jian)設(she)。2021年(nian)12月完成(cheng)實驗(yan)室(shi)建(jian)設(she)并(bing)開(kai)始(shi)(shi)了探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)在(zai)(zai)地下實驗(yan)室(shi)的(de)(de)安裝建(jian)設(she),2024年(nian)12月探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)主體建(jian)設(she)完成(cheng)并(bing)開(kai)始(shi)(shi)灌注超純水與液體閃(shan)(shan)(shan)爍體。在(zai)(zai)灌裝過(guo)程中(zhong),項(xiang)目團(tuan)隊首先在(zai)(zai)45天內(nei)完成(cheng)超過(guo)6萬(wan)噸超純水的(de)(de)灌注,將(jiang)(jiang)內(nei)外(wai)有(you)機(ji)玻璃球的(de)(de)液位差(cha)控(kong)制到厘米量級,流量偏差(cha)不(bu)超過(guo)0.5%,有(you)力保(bao)障了探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)主體結構的(de)(de)安全(quan)穩定。隨后歷經半(ban)年(nian)的(de)(de)精(jing)細(xi)操(cao)作(zuo),將(jiang)(jiang)2萬(wan)噸液體閃(shan)(shan)(shan)爍體精(jing)準注入直徑35.4米的(de)(de)有(you)機(ji)玻璃球內(nei),并(bing)同(tong)步完成(cheng)原有(you)純水的(de)(de)置換。尤(you)為關鍵的(de)(de)是,超純水與液體閃(shan)(shan)(shan)爍體的(de)(de)超高(gao)潔凈度(du)、透明(ming)度(du)和極低放射性(xing)本底等特(te)殊(shu)要求全(quan)部得(de)到滿足。與此同(tong)時,項(xiang)目團(tuan)隊完成(cheng)了探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)的(de)(de)調試優化,確保(bao)了探(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)在(zai)(zai)灌注完成(cheng)后立刻進入正式運行(xing)取數階段。
江門中微(wei)子實驗的(de)核心探測(ce)(ce)(ce)器(qi)為(wei)有(you)效質量達2萬噸的(de)液體(ti)閃爍體(ti)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(中心探測(ce)(ce)(ce)器(qi)),安置(zhi)于地下(xia)實驗大廳44米(mi)深的(de)水池中央。直徑41.1米(mi)的(de)不(bu)銹鋼(gang)網殼(ke)作(zuo)(zuo)為(wei)主支撐結構,承載了包括35.4米(mi)直徑的(de)有(you)機玻璃球、兩萬噸液體(ti)閃爍體(ti)、兩萬只20英寸光(guang)電倍(bei)增管(guan)、兩萬五千(qian)只3英寸光(guang)電倍(bei)增管(guan)以及前端電子學(xue)、電纜(lan)、防磁線圈和隔光(guang)板等眾多關鍵部(bu)件。遍(bian)布(bu)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)內壁的(de)光(guang)電倍(bei)增管(guan)協同工作(zuo)(zuo),探測(ce)(ce)(ce)中微(wei)子與液閃相互作(zuo)(zuo)用產生的(de)閃爍光(guang),并(bing)將其轉換(huan)為(wei)電信號輸出。
江門(men)中(zhong)微(wei)(wei)(wei)子(zi)實驗(yan)是中(zhong)國科學院高能(neng)物理(li)(li)研究所主(zhu)導的(de)(de)重大國際合作項目,成員涵(han)蓋來(lai)自17個(ge)國家和(he)地區、74個(ge)科研機(ji)構的(de)(de)近700名(ming)研究人員。江門(men)中(zhong)微(wei)(wei)(wei)子(zi)實驗(yan)的(de)(de)設計(ji)使用壽(shou)命(ming)為30年,后期可升級改造為世(shi)界最靈敏的(de)(de)無(wu)中(zhong)微(wei)(wei)(wei)子(zi)雙貝塔衰變實驗(yan)。這(zhe)樣的(de)(de)升級將探測中(zhong)微(wei)(wei)(wei)子(zi)絕對(dui)質量,檢(jian)驗(yan)中(zhong)微(wei)(wei)(wei)子(zi)是否為馬約(yue)拉(la)納粒子(zi),從而(er)解決粒子(zi)物理(li)(li)、天體物理(li)(li)和(he)宇宙學的(de)(de)前沿交叉熱點難題,并深刻(ke)影響(xiang)我(wo)們對(dui)宇宙的(de)(de)理(li)(li)解。
江(jiang)門(men)中微(wei)子(zi)合作組發言(yan)人(ren)王貽(yi)芳表示:“完成江(jiang)門(men)中微(wei)子(zi)探測器灌注并開始運行(xing)取數(shu),是(shi)一(yi)(yi)個突(tu)破性(xing)的(de)進(jin)展。這(zhe)是(shi)國際上首次運行(xing)這(zhe)樣一(yi)(yi)個超大規模和(he)超高精度的(de)中微(wei)子(zi)專(zhuan)用大科學裝置,將使我(wo)們能夠回答(da)關于物質和(he)宇宙本質的(de)基本問題。”
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