江门中微子实验液体灌注启动：揭秘宇宙奥秘的关键一步

江门中微子实验液体灌注启动：揭秘宇宙奥秘的关键一步

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中国科学院

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来源

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12月18日，我国重大科技基础设施——江门中微子实验正式启动液体灌注工作。这一关键步骤的开始，标志着这一国际前沿科学项目即将进入正式运行阶段，为揭示宇宙起源和物质本质之谜迈出重要一步。

江门中微子实验位于广东江门开平市地下700米深处，其核心探测设备是一个有效质量达2万吨的液体闪烁体探测器。这个探测器由直径41米的不锈钢网壳、35.4米直径的有机玻璃球等关键部件组成，是目前世界上最大、最灵敏的中微子探测装置之一。

中微子是宇宙中最古老也最神秘的粒子之一，被称为“幽灵粒子”。它质量极小、不带电荷，以接近光速运动，几乎不与物质发生相互作用，因此极难被探测到。然而，中微子却携带着宇宙诞生和演化的关键信息，对理解宇宙起源、恒星演化、黑洞形成等基本物理过程至关重要。

江门中微子实验以测量中微子质量顺序为主要科学目标，这是当前中微子研究领域最核心的科学问题之一。此外，实验还将开展其他多项重大前沿研究，如超新星中微子探测、地球中微子研究等，有望在粒子物理、天体物理和宇宙学等多个领域取得突破性成果。

液体灌注是江门中微子实验建成前的关键环节。整个灌注过程将分两步进行：首先用超纯水灌满中心探测器的有机玻璃球内外空间，然后再将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。

超纯水灌注将以每小时100吨的速率进行，整个过程需要经过多级过滤和净化，确保水质达到极高水平。灌注完成后，中心探测器将浸泡在水池中，水池同时作为水切伦科夫探测器和屏蔽体，屏蔽外界干扰因素，为中微子探测提供最佳环境。

江门中微子实验是继大亚湾中微子实验之后，由中国主导的又一国际级中微子研究平台。与日本的顶级神冈中微子实验和美国的深部地下中微子实验相比，江门中微子实验在建设进度上处于领先地位，预计将于2025年8月正式运行取数，比日本和美国的同类实验至少提前2-5年。

该实验采取经费投入分担、技术共同研发、科研成果共享的方式推动全球中微子研究共同进步。目前，已有来自17个国家和地区的74个研究机构的750位科研人员参与其中，形成了大型国际合作组，共同推进这一科学探索。

江门中微子实验的建成和运行，不仅将为人类认识宇宙提供新的视角和数据，也将进一步巩固中国在中微子研究领域的国际领先地位，为我国建设科技强国贡献力量。