大國(guó)重器又傳好消息！江門中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）裝置建成運(yùn)行僅兩個(gè)月，就取得首個(gè)物理成果——測(cè)量太陽中微子振蕩參數(shù)，結(jié)果比此前實(shí)驗(yàn)的最好精度提升了1.5~1.8倍。這一成果來自對(duì)JUNO裝置獲取的首批有效數(shù)據(jù)的分析，表明JUNO探測(cè)器關(guān)鍵性能指標(biāo)全面達(dá)到或超越設(shè)計(jì)預(yù)期，裝置已準(zhǔn)備好開展中微子物理前沿研究。目前，相關(guān)論文已提交《中國(guó)物理C》，並於11月18日在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上發(fā)布。

中微子是什麼？“可以把它理解為一種‘幽靈粒子’，能輕易穿透地球和人體，卻幾乎不留痕跡?！敝袊?guó)科學(xué)院院士、江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理王貽芳介紹，“這種幾乎不與物質(zhì)作用的‘隱身’特性，使中微子成為完美的宇宙信使，攜帶著關(guān)於宇宙誕生與演化的古老信息。”測(cè)量中微子振蕩是目前探測(cè)中微子質(zhì)量最靈敏的方法。

“我們研究中微子，本質(zhì)上是一種對(duì)自然規(guī)律的純粹探索。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，其價(jià)值是無法估量的?！敝袊?guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)、JUNO副發(fā)言人曹俊表示，這正是基礎(chǔ)研究的意義，即“我們先去理解世界，而改變世界的種子，往往就埋藏在這份理解之中”。

“中微子可以分為電子中微子、繆中微子和陶中微子三種。JUNO的核心目標(biāo)，是確定這三種中微子的質(zhì)量順序，也就是搞清楚它們當(dāng)中究竟哪個(gè)最重、哪個(gè)最輕。”曹俊介紹，這是當(dāng)前中微子物理領(lǐng)域最根本的科學(xué)問題之一。

“憑借其超高探測(cè)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(cè)量中微子振蕩參數(shù)，開展多種中微子研究，並尋找超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理。”王貽芳透露，JUNO的設(shè)計(jì)使用壽命為30年，可升級(jí)改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)中微子是否為自身的反粒子，並探測(cè)中微子的絕對(duì)質(zhì)量。

本輪實(shí)驗(yàn)中，科研人員深度分析了今年8月26日該裝置正式運(yùn)行到11月2日之間共59天的反應(yīng)堆中微子數(shù)據(jù)，並以此為依據(jù)測(cè)量了兩個(gè)振蕩參數(shù)。據(jù)了解，這兩個(gè)振蕩參數(shù)既可以通過太陽中微子來測(cè)定，也可以通過核反應(yīng)堆中微子來測(cè)定。此前，科學(xué)界用這兩種方法的數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果大約有1.5倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差，這被稱為“太陽中微子偏差”。此次江門中微子實(shí)驗(yàn)通過測(cè)量核反應(yīng)堆中微子，証實(shí)了這個(gè)偏差仍然存在，但測(cè)量精度相比以往國(guó)際上各類相關(guān)實(shí)驗(yàn)提高了1.5到1.8倍。

從2008年提出構(gòu)想到落地廣東江門，從2015年啟動(dòng)隧道和地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)到今年8月26日正式運(yùn)行取數(shù)，JUNO裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)歷經(jīng)10多年。作為國(guó)際上首個(gè)運(yùn)行的超大規(guī)模和超高精度的中微子專用大科學(xué)裝置，江門中微子實(shí)驗(yàn)將助力科學(xué)家對(duì)來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究。

“江門中微子實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟趦H2個(gè)月的時(shí)間完成如此高精度的測(cè)量，表明JUNO探測(cè)器的性能完全符合設(shè)計(jì)預(yù)期?！蓖踬O芳說。

JUNO副發(fā)言人、意大利科學(xué)家喬阿基諾·拉努奇表示，這個(gè)由全球科學(xué)家共同建造的最先進(jìn)探測(cè)器，將在未來幾年主導(dǎo)中微子物理學(xué)領(lǐng)域，並提供精確度極高的結(jié)果。

中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)丁赤飚表示，江門中微子實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)匯聚了全球智慧的大型基礎(chǔ)科學(xué)研究國(guó)際合作項(xiàng)目，它充分展現(xiàn)了我國(guó)在國(guó)際合作方面開放、合作、共贏的理念，也是中國(guó)科學(xué)院在科技領(lǐng)域引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展、體現(xiàn)責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)木唧w實(shí)踐。

（記者 崔興毅 雷愛俠 吳春燕）

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