新快报讯 8月26日，中国广东江门，江门中微子实验（JUNO）已成功完成2万吨液体闪烁体灌注，并正式运行取数。经过十余年的准备和建设，JUNO成为国际上首个建成的下一代大型中微子实验装置。
JUNO探测到的一个反应堆中微子事例。
一个历史性的里程碑
JUNO在试运行期间首批获取的数据显示，其探测器关键性能指标全面达到或超越设计预期，这使JUNO能够着手解决粒子物理学领域未来十年内的一个重大问题：中微子质量排序——即第三种中微子（ν₃）是否比第二种（ν₂）更重。
位于水池内（尚未灌水）的中心探测器（外部图）。
JUNO合作组发言人王贻芳表示：“完成JUNO探测器灌注并开始运行取数，是一个历史性的里程碑。这是国际上首次运行这样一个超大规模和超高精度的中微子专用大科学装置，将使我们能够回答关于物质和宇宙本质的基本问题。”
据介绍，JUNO探测器位于广东省江门市附近的地下700米处，可以探测53公里外台山和阳江核电站产生的中微子，并以前所未有的精度测量它们的能谱。与国际同类实验相比，JUNO对质量顺序的测定不受地球物质效应和其它未知中微子振荡参数的影响，并将显著提高6个中微子振荡参数中的三个参数的精度。JUNO实验使我们能够对来自太阳、超新星、大气和地球的中微子开展前沿研究，并将开启探索未知物理的新窗口，包括对不活跃中微子和质子衰变的搜寻。
完成探测器安装后进行液体灌注，同时也是最后一张探测器照片。
一个重大的国际合作项目
JUNO是一个中国科学院高能物理研究所主导的重大国际合作项目，成员涵盖来自17个国家和地区、74个科研机构的700名研究人员。JUNO副发言人、意大利米兰大学及国家核物理研究所（米兰）的教授Gioacchino Ranucci表示：“我们今天宣布的这一重要成就，也是得益于许多来自中国以外的研究团队的富有成效的国际合作，将此前液体闪烁体探测设施的专业知识带入JUNO，共同推动了该技术达到极限边界，为实验宏伟的物理目标开辟了道路。”
水池上方的顶部径迹探测器。
硬核科技的工作原理
JUNO的核心探测器为有效质量达2万吨的液体闪烁体探测器（中心探测器），安置于地下实验大厅44米深的水池中央。直径41.1米的不锈钢网壳作为主支撑结构，承载了包括35.4米直径的有机玻璃球、两万吨液体闪烁体、两万只20英寸光电倍增管、两万五千只3英寸光电倍增管以及前端电子学、电缆、防磁线圈和隔光板等众多关键部件。遍布探测器内壁的光电倍增管协同工作，探测中微子与液闪相互作用产生的闪烁光，并将其转换为电信号输出。
中心探测器内部的有机玻璃球及光电倍增管。
JUNO总工程师马骁妍表示：“建设JUNO是一段充满非凡挑战的旅程。这不仅需要新的想法和技术，还需要多年的精心规划、测试和坚持。满足材料纯度、稳定性和安全性等严格要求，需要数百名工程师和技术人员的奉献。他们的团队协作和忠诚使这个大胆的设计变成了一个功能齐全的探测器，如今它已经准备好为中微子世界打开一扇新的窗口。”
科研人员在有机玻璃与光电倍增管的夹层检查有机玻璃安装情况。
据悉，JUNO的设计使用寿命可达30年，后期可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验。这样的升级将探测中微子绝对质量，检验中微子是否为马约拉纳粒子，从而解决粒子物理、天体物理和宇宙学的前沿交叉热点难题，并深刻影响我们对宇宙的理解。
中微子是什么？有什么用？
资料显示，中微子是一种轻子，是构成自然界的最基本粒子之一。不带电，质量极小（小于电子的百万分之一），自旋为1/2，以接近光速运动。几乎不与其他物质发生反应，只参与非常微弱的弱相互作用，因此被称为“幽灵粒子”。可以轻松穿过人体、地球甚至太阳，几乎不受阻碍。
中心探测器进行关灯测试。
要探测中微子，有一样东西特别关键，它就是光电倍增管，科学家给它起了个好听的名字，叫作黄金瞳，它能看到中微子击中闪烁体时发出的微弱荧光，这亮度仅仅只是我们手机屏幕亮度的百亿分之一。相当于把我的手机放到50多公里外的地方，黄金瞳依然能够清楚地看到这微弱的光亮。
中微子在科学研究和实际应用中具有重要意义，比如天体物理学研究、粒子物理学探索、地球科学应用、未来通信潜力等。中微子是连接微观世界和宇观世界的桥梁，对理解宇宙起源、演化以及物质本质具有关键作用。例如，研究中微子是否为马约拉纳粒子，可能揭示宇宙中物质与反物质不对称的起源。此外，中微子研究推动了探测技术的发展，如江门中微子实验装置的建成，为探索宇宙奥秘提供了重要工具。
科研人员完成探测器密封工作纪念。
●江门中微子实验（JUNO）建设进程：
2008年，江门中微子实验由中国科学院高能物理研究所提出构想；
2013年，得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）支持，并在同年得到广东省人民政府的支持；
2015年，启动隧道和地下实验室建设；
2021年12月，完成实验室建设并开始了探测器在地下实验室的安装建设；
2024年12月，探测器主体建设完成并开始灌注超纯水与液体闪烁体。
球内的星空。
●建设进程中关键一环：
在灌装过程中，项目团队首先在45天内完成超过6万吨超纯水的灌注，将内外有机玻璃球的液位差控制到厘米量级，流量偏差不超过0.5%，有力保障了探测器主体结构的安全稳定。随后历经半年的精细操作，将2万吨液体闪烁体精准注入直径35.4米的有机玻璃球内，并同步完成原有纯水的置换。尤为关键的是，超纯水与液体闪烁体的超高洁净度、透明度和极低放射性本底等特殊要求全部得到满足。与此同时，项目团队完成了探测器的调试优化，确保了探测器在灌注完成后立刻进入正式运行取数阶段。
采写：新快报记者 李红云 通讯员 王丽丽 江轩
