资本大事纪 25-08-26 09:13
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#中国地下700米有了个全球第一#

在广东江门地下700米的花岗岩深处,一个直径超过35米的巨型“玻璃球”正悄悄运转,里面装满了相当于5个标准泳池水量的特殊液体,这就是全球首个超大规模中微子实验平台——江门中微子实验(JUNO)。2025年8月26日,随着最后一滴液体闪烁体注入完成,这个花了十余年打造的“宇宙之眼”正式睁开,这一步对中国基础科学领域来说,有着里程碑式的意义。

中微子被称作“幽灵粒子”,它几乎不跟任何物质发生作用,却藏着宇宙起源的关键线索。JUNO最主要的任务,就是弄清楚三种中微子的质量排序——这可是未来十年粒子物理学最核心的问题之一。简单说就是搞明白三种中微子里哪一种更重,别觉得这问题简单,它直接关系到我们对物质基本组成的理解,甚至有可能改写现在的粒子物理标准模型。除了查质量排序,JUNO还肩负着更宏大的使命,它就像个超级望远镜,能捕捉来自太阳、超新星爆发、地球大气层甚至地壳内部的中微子信号。通过分析这些信号,科学家不光能研究恒星演化和宇宙射线的起源,还能像用X光透视人体一样,“看”到地球内部的结构。更让人期待的是,未来JUNO还可能升级成无中微子双贝塔衰变实验,验证中微子是不是马约拉纳粒子——也就是反粒子和自身一样的粒子。要是能证实这一点,就能给解释宇宙中正反物质不对称之谜提供关键线索。

要抓住这么“顽皮”的中微子,JUNO的设计特别精巧。选在地下700米的花岗岩层,就像给探测器穿了件厚厚的防护服,能把宇宙射线的干扰降到最低,让信噪比提升百倍以上。在这种环境里,JUNO能精准探测到53公里外台山和阳江核电站产生的中微子流,实现对人工源中微子的可控观测。它的核心探测器是个有机玻璃球,也是目前世界上最大的单体有机玻璃结构,里面装着2万吨全球最纯净的液体闪烁体。当中微子穿过去时,会让液体发出特别微弱的荧光,这些荧光信号会被探测器内壁的5万只光电倍增管捕捉到。这些“眼睛”灵敏度特别高,能捕捉到0.1纳秒级别的光信号,量子效率比国际同类装置高出10倍,而且JUNO的能量分辨率特别好,误差率低于0.1%,这意味着它能清晰区分不同来源的中微子能谱特征,就像用显微镜看细胞那么细致。

JUNO建成后,中国首次在粒子物理领域领跑国际大科学工程。这个项目由中科院高能物理研究所主导,全球20个国家、80多所机构一起参与,凝聚了几千名科学家的智慧和心血。从有机玻璃球的设计到液体闪烁体的提纯,再到光电倍增管的国产化和整个系统的精准调试,每个环节都突破了不少技术瓶颈。比如为了达到超高洁净度要求,项目团队自己研发了一套化工厂级别的纯化设备,每小时能处理7吨液体原料,最后得到的液体闪烁体光传输衰减长度超过20米,达到了世界顶尖水平。而且JUNO的设计寿命有30年,能为长期监测中微子振荡、捕捉银河系超新星爆发这类稀有事件提供独一无二的平台。就像项目发言人王贻芳院士说的,“它将回答关于物质和宇宙起源的基本问题”,国际学界也把它称作“人类观测中微子的最新最大眼睛”,认为它的数据会主导未来十年粒子物理研究的方向。

当2万吨液体闪烁体在地下深处泛起微光时,JUNO不只是个技术奇迹,更象征着人类对未知的探索。它成功运行后,不光给中国科学家提供了前所未有的研究平台,也给全球科学界带来了新机遇。意大利米兰大学教授Gioacchino Ranucci就说:“这一成就得益于多国科研团队的紧密合作,将液体闪烁体探测技术推向了极限。”对普通人来说,JUNO可能显得遥远又神秘,但它代表的科学精神其实和我们息息相关。从大亚湾中微子实验发现第三种振荡模式,到JUNO开启质量排序研究,中国科学家正用自己的智慧和努力,为人类理解宇宙本质贡献东方智慧。未来随着JUNO数据不断积累,我们或许能更接近那个终极问题的答案——我们从哪里来,又将向何处去?

在这个充满挑战和机遇的时代,JUNO就像一盏明灯,照亮了人类探索未知的道路。它不只是中国科技实力的象征,更是全人类好奇心和求知欲的结晶。随着这个“宇宙之眼”持续观测,我们有理由相信,更多宇宙的奥秘会被一一揭开,人类对自身和世界的认识也会达到新高度。http://t.cn/AXvC1lNS #头条新闻工作室[超话]# http://t.cn/AXvCd2CZ

发布于 河北