科学家在地下深处成功启动全球最大中微子探测器

中科院高能物理研究所研究员、江门中微子实验(JUNO)发言人王贻芳教授表示："完成JUNO探测器注液并启动数据获取标志着历史性里程碑。我们首次运行如此规模和精度的中微子专用探测器。JUNO将帮助我们解答关于物质本质与宇宙构成的基本问题。"

JUNO探测器位于广东省江门市地下700米深处，探测53公里外台山与阳江核电站产生的中微子，并以创纪录精度测量其能谱。区别于其他方案，JUNO对中微子质量顺序的测定不受地球物质效应影响，且基本规避参数简并问题。该实验还将把数个中微子振荡参数的测量精度提升数量级，并实现对太阳、超新星、大气及地球中微子的前沿研究。它还将开启探索未知物理的新窗口，包括搜寻惰性中微子与质子衰变。

JUNO于2008年提出构想，2013年获中国科学院与广东省批准，2015年启动地下实验室建设。探测器安装始于2021年12月，2024年12月完工后实施分阶段注液。团队在45天内注入6万吨超纯水，将内外丙烯酸球罐液位差控制在厘米级，流量不确定性维持在0.5%以下，保障了结构完整性。随后六个月，在直径35.4米的丙烯酸球罐内注入2万吨液体闪烁体以置换水体。全过程实现超高纯度、光学透明度及极低放射性的严苛要求。合作组同步开展探测器调试、试运行与优化，确保注液完成后无缝转入全面运行。

JUNO核心是置于44米深水池中央的液体闪烁体主探测器，其2万吨有效质量达空前规模。直径41.1米的不锈钢桁架支撑着35.4米丙烯酸球罐、闪烁体、2万支20英寸光电倍增管(PMT)、25600支3英寸PMT、前端电子学设备、电缆系统、抗磁补偿线圈及光学面板。所有PMT同步工作，捕获中微子相互作用产生的闪烁光并转化为电信号。

JUNO总工程师马骁妍教授指出："建造JUNO是应对非凡挑战的历程。这不仅需要创新理念与技术，更需经年的周密规划、测试与坚守。满足纯度、稳定性与安全性的严苛要求，凝聚了数百名工程技术人员的奉献。他们的团队协作与诚信精神将大胆设计转化为实用探测器，即将开启中微子研究新视窗。"

JUNO由中科院高能所主导，联合全球17个国家地区74个机构的700余位研究人员。实验副发言人、米兰大学及米兰国家核物理研究所教授Gioacchino Ranucci评论道："今日宣布的标志性成就也得益于卓有成效的国际合作。中国境外的众多研究团队贡献了液态闪烁体装置的专业经验，全球液态闪烁体领域将技术推向极限前沿，为实验实现宏伟物理目标铺平道路。"

JUNO设计科学寿命长达30年，具备升级为世界领先无中微子双贝塔衰变探测装置的可行路径。此类升级将探测中微子绝对质量尺度，检验中微子是否为马约拉纳粒子，解答粒子物理、天体物理与宇宙学的根本问题，深刻重塑人类对宇宙的认知。