科学家启动深埋地下的世界最大中微子探测器

中国科学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探测器的液体注入并启动取数标志着历史性的里程碑。我们首次运行如此规模和精度的探测器专门研究中微子。JUNO将使我们能够回答关于物质本质和宇宙的基本问题。”

JUNO位于广东省江门市附近700米深的地下，探测53公里外台山和阳江核电站产生的中微子，并以创纪录的精度测量其能谱。与其他方法不同，JUNO对中微子质量顺序的测定独立于地球物质效应，且基本不受参数简并性的影响。JUNO还将在多个中微子振荡参数的测量精度上实现量级级的提升，并支持对来自太阳、超新星、大气层和地球的中微子开展前沿研究。它也将为探索未知物理现象开启新窗口，包括搜寻惰性中微子和质子衰变。

JUNO于2008年提出构想，2013年获中国科学院和广东省批准立项，2015年开始地下建设。探测器安装于2021年12月启动，2024年12月完成，随后进入分阶段液体注入。团队在45天内注入6万吨超纯水，将内外丙烯酸球体间液位差控制在厘米级，流速不确定性维持在0.5%以下，确保了结构完整性。此后六个月，在直径35.4米的丙烯酸球体内注入2万吨液体闪烁体并置换出水。整个过程实现了对超纯纯度、光学透明度及极低放射性的严苛要求。同时，合作组进行了探测器调试、试运行和优化，确保注入完成后无缝过渡至全面运行阶段。

JUNO的核心是中央液体闪烁体探测器，其有效质量达2万吨，规模前所未有，置于44米深水池中央。直径41.1米的不锈钢桁架支撑着35.4米丙烯酸球体、闪烁体、2万只20英寸光电倍增管（PMT）、25600只3英寸PMT、前端电子学设备、电缆、抗磁补偿线圈和光学面板。所有PMT同步工作，捕获中微子相互作用产生的闪烁光并将其转换为电信号。

JUNO总工程师马骁妍教授指出：“建造JUNO是一次应对非凡挑战的旅程。这不仅需要新理念和新技术，更需要多年的周密规划、测试和坚韧毅力。满足纯度、稳定性和安全性的严苛要求，凝聚了数百名工程师和技术人员的奉献。他们的团队精神和专业操守将大胆的设计转化为可运行的探测器，如今即将为中微子研究开启新窗口。”

JUNO由高能物理研究所主持，汇集了来自17个国家和地区74家机构的700多名研究人员。JUNO副发言人、米兰大学及INFN-米兰分校教授Gioacchino Ranucci评论道：“今日宣布的这一里程碑式成就也得益于卓有成效的国际合作。中国境外诸多研究团队带来了他们在液体闪烁体装置领域的专长，确保了项目的成功。全球液体闪烁体研究界已将技术推向极限前沿，为实验实现宏伟物理目标开辟了道路。”

JUNO设计科学寿命长达30年，并制定了升级路线以实现世界领先的无中微子双β衰变搜索。此类升级将探测中微子绝对质量标度，并检验中微子是否为马约拉纳粒子，从而解决跨越粒子物理、天体物理和宇宙学的基本问题，深刻塑造我们对宇宙的认知。