11月19日，江門中微子實驗（JUNO）的首個物理成果發(fā)布。通過對今年8月26日至11月2日共59天有效數(shù)據(jù)的分析，JUNO合作組測量了兩個“太陽中微子振蕩參數(shù)”，精度超過此前所有實驗聯(lián)合精度的約1.6倍。這標(biāo)志著JUNO實驗這一國際矚目的科學(xué)工程進(jìn)入了新的研究階段。當(dāng)天，上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院圍繞JUNO的首個物理成果，舉辦學(xué)術(shù)報告會，由JUNO合作組成員、交大孟月教授和黃俊挺教授主講。

經(jīng)過國際合作組十余年的設(shè)計和建設(shè)，JUNO成為國際上首個建成的新一代超大規(guī)模、超高精度的中微子實驗裝置。JUNO在運(yùn)行期間首批獲取的數(shù)據(jù)顯示，其探測器關(guān)鍵性能指標(biāo)全面達(dá)到或超越設(shè)計預(yù)期，表明JUNO已準(zhǔn)備好開展中微子物理前沿研究。

這兩個振蕩參數(shù)最初是通過太陽中微子所測定，但也可以通過反應(yīng)堆中微子精確測定。此前這兩種方法對質(zhì)量平方差的測量結(jié)果有大約1.5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的不一致，被稱為“太陽中微子偏差”，暗示著可能有新物理。此次江門中微子實驗通過反應(yīng)堆中微子證實了這個偏差。未來，僅由JUNO實驗就能通過同時測量太陽中微子和反應(yīng)堆中微子來證實或證偽該偏差。相關(guān)論文已于11月18日提交期刊并在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv發(fā)布。

JUNO是我國主導(dǎo)的重大國際合作項目，成員涵蓋來自17個國家和地區(qū)、75個科研機(jī)構(gòu)的700多名研究人員。實驗由中國科學(xué)院高能物理研究所于2008年提出構(gòu)想。2021年12月完成實驗室建設(shè)并開始探測器安裝，2024年12月探測器完成建設(shè)并開始灌注超純水與液體閃爍體。2025年8月26日完成液體閃爍體灌注并正式運(yùn)行取數(shù)。

JUNO研發(fā)團(tuán)隊歷經(jīng)多年攻關(guān)，在高探測效率光電倍增管、超高透明度液體閃爍體、超低本底材料和精密刻度系統(tǒng)等核心領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。JUNO的核心探測器為有效質(zhì)量達(dá)2萬噸的液體閃爍體探測器，安置于地下實驗大廳44米深的水池中央。直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼作為主支撐結(jié)構(gòu)，承載了包括35.4米直徑的有機(jī)玻璃球、兩萬噸液體閃爍體、兩萬只20英寸光電倍增管、兩萬五千只3英寸光電倍增管以及前端電子學(xué)、電纜、防磁線圈和隔光板等眾多關(guān)鍵部件，共同構(gòu)建起超高靈敏度的中微子探測系統(tǒng)。

憑借其超高探測靈敏度，JUNO除了聚焦中微子質(zhì)量順序這一核心目標(biāo)，還將精確測量中微子振蕩參數(shù)，開展對太陽、超新星、大氣及地球中微子的研究，并尋找超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理。JUNO的設(shè)計使用壽命為30年，可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗，以檢驗中微子是否為自身的反粒子，并探測中微子的絕對質(zhì)量。

上海交通大學(xué)于2013年作為初始單位之一參加了JUNO實驗。上海交大團(tuán)隊由劉江來、孟月、徐東蓮和黃俊挺教授等共20多名成員組成，在多項關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，包括關(guān)鍵子系統(tǒng)的研發(fā)、調(diào)試與驗證，及實驗早期數(shù)據(jù)分析。

“理解中微子的基本性質(zhì)可以幫助我們揭開宇宙的奧秘。”劉江來教授表示。“我們也期待由上海交大牽頭的PandaX實驗和海鈴中微子望遠(yuǎn)鏡與JUNO實驗相輔相成，在中微子領(lǐng)域持續(xù)取得進(jìn)展和突破。”

（中國日報上海分社 記者 周文婷）