位于中国地下深处的巨型JUNO中微子观测站已取得其首个重大科学突破，实现了迄今为止对难以捉摸的中微子在传播过程中如何变化的最精确测量之一。仅利用59天的数据，研究人员便大幅提高了对关键中微子特性的测量精度，增强了JUNO能够解决粒子物理学最大谜团之一——确定中微子真实质量顺序——的信心。
利用2025年8月26日至11月2日期间采集的59天验证数据，由中国科学院高能物理研究所主导的国际JUNO合作组，对两个基本中微子振荡参数进行了高精度测量。与过去几十年进行的先前实验的综合结果相比，该分析将测量的不确定度缩小了1.6倍。
中微子为何重要
中微子是宇宙中最神秘的粒子之一。它们不带电荷，质量极小，且仅与物质发生弱相互作用。因此，大量的中微子穿过地球，甚至穿过我们的身体，却不留任何痕迹。
由于极难探测，中微子仍是所有已知基本粒子中了解最少的一种。
JUNO于2025年8月开始采集数据。其主要科学目标之一是确定中微子的质量顺序。该实验还旨在以优于1%的精度测量六个中微子混合参数中的三个，并研究来自超新星、地球内部、太阳、大气及其他源的中微子。
中微子研究的里程碑成果
该研究在同行评审中获得了高度评价。
审稿人写道：“这些结果不仅验证了探测器的性能和分析方法，还确立了JUNO作为中微子振荡物理学新兴精密时代关键参与者的地位，这对三味中微子范式的检验、全局振荡拟合以及未来确定中微子质量顺序具有直接意义。”
《自然》杂志还在其《新闻与观点》栏目中重点介绍了这项工作，指出：
“理解中微子的行为对于在最小尺度上建立对物质和力的完整描述至关重要。这项首次分析增强了人们的信心，即探测器将能够确定质量顺序。JUNO的这一首个结果标志着中微子振荡精密测量下一个时代的开端，并将为揭示这些神秘基本粒子的性质提供见解。”
今年早些时候的4月，《中国物理C》以JUNO的探测器性能作为封面文章。
因发现太阳中微子振荡而获得2015年诺贝尔物理学奖的阿瑟·麦克唐纳教授对该发表成果评论道：
“JUNO已达成其设计目标，实现了卓越的放射性纯度、能量分辨率和探测器稳定性。该实验已全面投入运行，准备好追求其宏伟的物理目标，包括确定中微子质量顺序（NMO）、研究中微子振荡参数、探测来自各种源的中微子，以及探索超越基本粒子标准模型的物理学。”
巨大的地下探测器内部
位于地下700米的JUNO实验中心是一个有效质量为20,000吨的巨型液体闪烁体探测器。该探测器安置在一个深44米的水池中。
一个直径41.1米的不锈钢支撑结构固定着一个35.4米的有机玻璃球，以及液体闪烁体、20,000个20英寸光电倍增管（PMT）、25,600个3英寸PMT、前端电子学设备、线缆、磁补偿线圈和光学面板。
JUNO如何探测中微子
探测器的光电倍增管同时工作，捕捉中微子在探测器内部相互作用时产生的微弱闪烁光。这些光信号随后被转换为研究人员可以分析的电信号。
通过精确测量这些相互作用期间中微子的能量，JUNO能够确定关键的振荡参数，并研究这些难以捉摸粒子的基本性质。
预期将有更多发现
JUNO目前已平稳运行九个月。
随着实验继续收集数据，研究人员预计从今年夏天开始将发布一系列新的科学结果。这些未来的发现可能会更深入地揭示中微子的本质，并帮助回答粒子物理学中一些最重要的问题。