江门中微子实验：揭秘宇宙起源的“中国方案”
江门中微子实验：揭秘宇宙起源的“中国方案”
2024年10月，位于广东江门地下700米深处的江门中微子实验（JUNO）传来振奋人心的消息：项目已完成95%建设任务，预计将于2024年11月底完成全部设备安装，并于2025年8月正式投入运行。这一重大进展标志着中国在中微子研究领域再次迈出坚实步伐。
世界最大单体有机玻璃球
江门中微子实验的核心探测设备是一个巨大的液体闪烁体探测器，其核心部件是一个直径35.4米、高约12层楼的有机玻璃球。这个世界上最大的单体有机玻璃球由263块12厘米厚的球面板拼接而成，净重约600吨，将承载2万吨液体闪烁体。整个球体被置于纯水中运行，需要长期承受约3000吨的浮力。为确保结构安全，有机玻璃球通过特殊设计的不锈钢节点与外部不锈钢网壳主结构相连，部分节点采用碟簧设计以优化受力分布。
攻克多项国际技术难题
作为目前世界上最大、最灵敏的中微子探测项目，江门中微子实验在建设过程中攻克了多项国际技术难题。其中最引人注目的是新型光电倍增管的研发。项目团队发明了一种全新构型及电子放大方式的光电倍增管，具有国际最高光子探测效率，成功打破该领域国际垄断。此外，项目还研发出高洁净度、高密封、高效率的液闪纯化系统，成功获得光传输衰减长度大于20米的液闪，达到世界最好水平。
国际合作共创科研高峰
江门中微子实验自2014年成立国际合作组以来，已发展成为17个国家和地区的74个研究机构、750位科研人员参与的大型国际合作项目。其中，近300位科研人员来自欧洲，主要来自意大利、德国、法国等国家。项目采用“经费投入分担、技术共同研发、科研成果共享”的合作模式，所有参与合作的科学家都将共同署名发表研究成果。
探索宇宙起源的“中国方案”
中微子是构成物质世界最基本的粒子之一，被誉为“宇宙中的幽灵粒子”。它不带电、质量极轻，以接近光速运动，几乎不与任何物质发生反应，因此极难探测。然而，中微子却携带着宇宙起源和演化的关键信息。江门中微子实验将主要用于测量中微子质量顺序、中微子混合角等重要参数，并研究超新星中微子、地球中微子、太阳中微子等，为探索宇宙起源、质量起源等基础物理学前沿问题提供重要线索。
三足鼎立的国际竞争格局
在中微子探测领域，国际竞争异常激烈。日本的“顶级神冈”探测器和美国的“深部地下中微子实验”设施都在紧锣密鼓建设中，预计将于2027至2030年投入运行。而江门中微子实验将于2025年率先启动，比日美两国的实验提前4-6年，为中国在中微子研究领域赢得了宝贵的先发优势。
未来展望：从“追赶者”到“领跑者”
江门中微子实验设计运行寿命约30年，期间计划进行一次重大升级改造。升级后的实验将具备测量中微子绝对质量的能力，有望成为世界上测量中微子双β衰变过程最灵敏的实验装置。这不仅将进一步巩固中国在中微子研究领域的国际领先地位，也将为人类探索宇宙起源和物质本质提供新的可能。