江门中微子实验工程圆满竣工 我国基础物理研究迈入新阶段

【问题】 在粒子物理研究领域,中微子被认为是宇宙中最神秘的粒子之一,其质量顺序和振荡参数的精确测量长期困扰国际科学界;受装置规模与测量精度限制,传统实验难以实现关键突破。如何建设能够捕捉中微子微弱信号的大科学装置,成为全球高能物理研究的核心难题。 【原因】 2008年,中国科学院高能物理研究所率先提出江门中微子实验构想。项目选址广东江门地下700米岩层,利用地层屏蔽宇宙射线等背景干扰。经过五年论证与筹备,项目于2013年获得国家发改委立项支持。工程集聚国内科研力量与工业能力,形成以“产学研”协同为特征的技术攻关模式。 【影响】 工程建设期间取得六项关键技术突破:首创2万吨级极低放射性液体闪烁体纯化技术;研制量子效率达30%的20英寸光电倍增管;建成直径35.4米、透明度超过90%的有机玻璃球容器;开发相邻探测器间距仅3毫米的光学覆盖系统;完成全球最大规模水下电子学读出装置;建立大埋深地下实验室微振动控制体系。这些成果也带动了我国在精密制造、材料科学等涉及的领域的技术提升。 【对策】 项目采用“边建设边产出”方式,2023年底进入试运行后,迅速获得超过国际同类装置20年积累的数据量。通过测量反应堆中微子能谱,首次将中微子质量顺序测量精度提升至3—4倍标准差水平,为更破解“中微子未解之谜”提供了关键支撑。地方政府同步推进科技产业园建设,促进科研成果转化落地。 【前景】 按计划,该装置将于2025年进入科学运行阶段。未来十年内,2万吨液体闪烁体探测器有望观测到来自银河系内外的超新星中微子暴,并在暗物质探测、恒星演化等研究方向产出原创成果。中国科学院院士王贻芳表示,JUNO将联合“慧眼”卫星等空间观测设备,构建多信使天文观测网络,推动我国在粒子物理领域实现从跟跑到领跑的跨越。

重大科学发现往往来自长期投入与系统工程的共同推进。JUNO工程总结会既是对建设阶段的梳理,也是为下一阶段的科学产出凝聚共识。把装置优势转化为持续、稳定、可验证的科研成果——需要耐心与严谨——也离不开开放合作与制度保障。随着这座深地下“观测窗口”持续运行,人类对微观世界与宇宙演化规律的认识边界将继续拓展,我国在基础研究与重大科技基础设施上的综合能力也将稳步增强。