科学家在地下700米捉“鬼”

　　【科学家在地下700米捉“鬼”】2025 年 11 月 19 日，中国科学院高能物理研究所宣布，江门中微子实验（JUNO）在正式运行仅 59 天后，成功测量出两个关键的中微子振荡参数，测量精度比此前国际最好记录提高了 1.5 到 1.8 倍。这个深埋地下的科学重器，以其卓越的性能开启了中微子研究的新时代。JUNO 合作组发言人、中国科学院院士王贻芳表示：“这不仅证明江门中微子实验的性能完全达到甚至超过设计预期，更让人类距离确定中微子质量顺序的目标近了一大步。”​

　　中微子，被称为 “幽灵粒子”，是宇宙中最基本的粒子之一，也是最古老的物质粒子。每秒有 3 亿亿个太阳中微子穿过每个人的身体，我们却丝毫感觉不到。它们以接近光速运动，几乎不与其他物质发生作用，穿透能力极强。打个比方，地球的直径约是 12700 多公里，穿过地球这么厚的物质，100 亿个中微子可能只会被截住一个。宇宙中每个角落都弥漫着巨量中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留，每立方厘米大概有 300 个。正是这种无处不在却又难以捕捉的特性，使得中微子成为宇宙留给人类的一道谜题。​

　　为何要将实验室建在地下 700 米深处？答案是为了过滤宇宙射线的 “噪音”。王贻芳院士解释道：“地面上有很强的宇宙射线，会干扰对中微子的探测。700 米山体和岩层就相当于过滤器，可将宇宙射线的强度大幅降低，让研究者得到纯净的中微子信号。” 江门中微子实验的中心探测器是一个巨大的 “玻璃球”—— 直径 35.4 米的有机玻璃球，内部装有 2 万吨液体闪烁体，浸泡在 44 米深的水池中。这个玻璃球是目前全球最大的有机玻璃容器，让液体闪烁体的体积比国际现有最大规模增大了 20 倍。​

　　从 2025 年 8 月 26 日正式运行取数，到 11 月 2 日的 59 天里，JUNO 探测器共识别出了 2300 多个反应堆中微子有效事例。基于这些数据，合作组成员精确测量了描述中微子振荡的两个关键参数：混合角 θ12 及其相关质量参数。测量精度比日本神冈实验 2013 年更新的数据精度还要高 1.5 到 1.8 倍。中国科学院高能物理研究所副所长、合作组物理分析负责人温良剑表示：“江门中微子实验能够在仅 2 个月的时间内完成如此高精度的测量，表明探测器的性能完全符合设计预期。”​

　　中微子研究看似高深莫测，实则与每个人的存在息息相关。王贻芳院士揭示了其中的关联：“中微子与我们的最直接联系，可以追溯到万物的开端。它决定了我们能否存在。” 在宇宙大爆炸后的极早期，空间中遍布着微小的 “密度涨落”，它们是未来所有星系、恒星乃至生命的原始 “种子”。如果中微子完全没有质量，它就会以光速飞驰，从而将这些珍贵的初始 “种子” 全部抹平。正是因为有一点点微小的质量，中微子才得以减缓速度，允许宇宙早期的 “密度涨落” 被保留并放大，最终引力才能成功地凝聚出星系、银河系、太阳、地球以及人类。​

　　江门中微子实验是世界上首个运行的超大规模、超高精度中微子专用大科学装置。之前国际上类似的实验只有 JUNO 的 1/20，甚至 1/50。面对技术挑战，王贻芳带领团队攻克了一个又一个难关：研制出新型光电倍增管及其水下防爆系统；研发出高洁净度、高密封、高效率的液闪纯化系统；完成直径 41.1 米的不锈钢网架等关键部件的设计、研制及安装。作为由中国科学院高能物理研究所领导的重大国际合作项目，JUNO 合作组成员涵盖来自 17 个国家和地区、75 个科研机构的 700 多名研究人员。​

　　江门中微子实验的设计寿命为 30 年，期间将持续产生重要的物理成果。王贻芳展望道：“预计未来三五年，我们的研究会有比较好的成果。如果运气好的话，能碰上一次超新星爆发。虽然银河系每百年才有一次超新星爆发，人类已有 300 多年未见，未来 30 年再看到一次的可能性，应该说不小。” 曹俊所长补充说，江门中微子实验未来可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验，以检验中微子是否为自身的反粒子，并探测中微子的绝对质量。​

　　从酝酿筹建到运行取数，王贻芳陪伴这个项目走了 17 年。面对质疑，他始终坚信：“中国有领先的科学装置最重要，我们不能缺席基础科学研究的最前沿。” 站在微观与宏观世界的交汇处，王贻芳这样定义科学工作的意义：“无论是经济，还是技术，最终都依赖科学，科学一定要先行一步。他希望通过几代人的努力，赶上我们过去落下的阶段，在人类文明发展史上留下中国人的贡献。” 如今，这个深埋岭南大地之下的科学重器，正以超高精度打开探索微观世界的新窗口，为人类揭开宇宙奥秘写下新篇章。