江门中微子实验-尊龙凯时手机版

江门中微子实验（jiangmen underground neutrino observatory，简称juno），又称江门地下中微子观测站，是一项雄心勃勃的多用途中微子研究项目。该项目坐落于广东省江门市开平市金鸡镇与赤水镇交界处的打石山地区，旨在通过精密探测阳江和台山核电站释放的反应堆中微子，深入探索超新星中微子、大气中微子、太阳中微子及地球中微子的奥秘，同时开展奇异粒子搜索，精确测定中微子质量等级及振荡参数。

启动与初期建设

2015年1月10日：继大亚湾反应堆中微子实验成功实施后，中国主导的第二个大型中微子实验——江门中微子实验，在广东省江门市开平市金鸡镇正式拉开建设序幕。来自世界各地的近300名科学家齐聚一堂，共同见证了这一历史性的时刻。2019年7月：项目进入地下实验室开凿的关键阶段，标志着实验建设迈入新纪元。

中期进展与突破

2020年12月12日：随着大亚湾反应堆中微子实验装置圆满完成其科学使命并正式退役，江门中微子实验被寄予厚望，预期将在不远的未来揭开中微子质量顺序的神秘面纱。

2022年：项目取得多项重要进展，包括有机玻璃球安装升降平台的搭建完成，以及探测器雏形的初步显现。特别是5月，地下700米实验大厅内的巨型“变形金刚塔”升降平台顶升至38米，为后续有机玻璃球的安装工作奠定了坚实基础。

近期成就与未来规划

2023年6月：地下探测器不锈钢网架安装完成，项目进入最后冲刺阶段。

2024年：项目取得一系列里程碑式成就，包括中心探测器内部世界最大单体有机玻璃球的全面建成，以及液体灌注工作的正式启动。

预计至2025年，项目将全面建成并投入运行取数。此外，项目还计划于2030年左右进行升级改造，成为世界最大的无中微子双β衰变实验装置，进一步探索中微子的绝对质量及其反粒子性质。

探测器设计

江门中微子实验的核心装备是一个置于地下700米深处的巨型中微子探测器。该探测器被一个巨大的水池环绕，以屏蔽外界本底辐射。探测器内部填充有2万吨高纯度液体闪烁体，并配备了数以万计的光电倍增管，用于捕捉中微子与液体闪烁体相互作用时产生的微弱闪烁光。

液体闪烁体特性

液体闪烁体作为探测中微子的关键介质，其主要成分为烷基苯（占比99.7%），这是一种无毒、易生物降解且火灾风险低的日用洗涤剂原料。其卓越的能量（达3%）使得探测器能够精确捕捉中微子相互作用时产生的微弱信号。

信号：反应堆电子反中微子通过逆β衰变反应与探测器内的质子相互作用，产生正电子和中子。正电子迅速湮灭释放能量，提供即时信号；中子则稍后被质子捕获并释放伽马射线，形成延迟信号。这两者时间上的关联性为反中微子的探测提供了独特特征。

背景：主要背景噪声包括偶然事件、宇宙μ子及快中子等。通过精密的设计与数据分析技术，项目团队成功将背景噪声控制在极低水平，确保了探测数据的准确性。

中微子质量顺序探索

中微子质量顺序是国际中微子研究领域的核心问题之一。江门中微子实验将通过精确测量反应堆电子反中微子能谱来确定中微子的质量等级，为解决这一科学难题提供关键数据。

江门中微子实验

对粒子物理及宇宙学的贡献

粒子物理：中微子研究作为国际粒子物理研究的热点领域，是唯一有实验证据超出粒子物理标准模型的方向。江门中微子实验将推动对微观粒子物理规律的深入理解，为粒子物理理论的发展提供有力支持。

宇宙学：通过探测超新星中微子、地球中微子等，项目将深化对宇宙起源与演化的认识，为宇宙学研究提供宝贵数据。

地球物理：地球中微子的探测将有助于揭示地球内部的结构与动态，为地球物理学研究开辟新的途径。

江门中微子实验自启动以来，便吸引了来自全球12个国家和地区的239名科研人员积极参与。通过定期的国际合作组大会，各子系统与物理分析工作组不断交流进展，共同推动项目的顺利进行。展望未来，江门中微子实验将继续秉持开放合作的精神，与全球科研伙伴携手共进，共同探索宇宙的微观奥秘，为人类的科学进步做出更大贡献。同时，随着项目的不断升级与扩展，其科学影响力与国际地位也将持续提升，成为全球粒子物理研究领域的璀璨明珠。