建设中的江门中微子实验中心探测器。新华社发
8月26日,科研人员在江门中微子实验运行控制室共同操作启动物理取数。刘悦湘 摄
南方日报讯 (记者/钟哲 申红洲 李霭莹 通讯员/刘悦湘)8月26日,位于广东江门地下700米深处的江门中微子实验正式运行取数,成为国际上首个建成的下一代大型中微子实验装置。此前试运行期间获取的首批数据显示,其探测器的关键性能指标全面达到或超越设计预期。
该项目远期将攻关粒子物理学重大课题——中微子质量排序问题,且有望在近期取得突破,显著提高6个中微子振荡参数中的3个参数的精度。
江门中微子实验的中心探测器深埋地下700米,能有效减少宇宙线干扰。探测器内装有2万吨液体闪烁体,能探测53公里外的台山核电站和阳江核电站产生的中微子。
中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子,其质量轻、运动速度接近光速,几乎不与任何东西发生反应。而液体闪烁体有概率与中微子反应,产生肉眼不可见的微弱闪光,这些闪光被探测器周围的4.5万个光电倍增管捕获后转化为电信号,为科学研究提供数据支撑。
从2024年12月至今,项目团队精确完成了超纯水和液体闪烁体灌注,满足超高洁净度、透明度和极低放射性本底等严苛要求。与国际同类实验相比,该装置规模更大、测量精度更高,对中微子质量顺序的测定不受地球物质效应等影响。
除了探测来自核电站的中微子,该装置还能探测太阳、超新星等天体产生的中微子,为人类探索宇宙奥秘提供全新视角,推动粒子物理前沿研究。其设计使用寿命达30年,后期可升级为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验。
“完成江门中微子实验探测器灌注并开始运行取数,是一个历史性的里程碑。”江门中微子实验合作组发言人王贻芳说,“这是国际上首次运行这样一个超大规模和超高精度的中微子专用大科学装置,将使我们能够回答关于物质和宇宙本质的基本问题。”
江门中微子实验项目由中国科学院高能物理研究所牵头,全球74个科研机构共同参与。其“前辈”大亚湾反应堆中微子实验曾于2012年发现中微子第三种振荡模式,入选《自然》年度十大科学进展。