江门中微子实验取得重大突破：成功灌注并运行取数

8 月 26 日，央视传来振奋人心的消息，江门中微子实验（JUNO）当日成功完成 2 万吨液体闪烁体灌注，并正式运行取数。这一成果使江门中微子实验成为国际上首个运行的超大规模和超高精度中微子专用大科学装置，标志着我国在粒子物理学研究领域迈出了重要一步。 江门中微子实验肩负着解决粒子物理学领域未来十年重大问题的使命，即确定中微子质量排序。同时，它还能协助科学家对来自太阳、超新星、大气和地球的中微子开展前沿研究，为探索未知物理打开了新的窗口。该探测器位于广东省江门市附近地下 700 米处，可探测 53 公里外台山和阳江核电站产生的中微子，并以前所未有的精度测量它们的能谱。 江门中微子合作组发言人王贻芳在接受采访时表示，完成江门中微子探测器灌注并开始运行取数是一个突破性的进展。国际上首次运行这样超大规模和超高精度的中微子专用大科学装置，有望帮助人类回答关于物质和宇宙本质的基本问题。 江门中微子实验的建设历程可谓漫长而艰辛。2008 年，中国科学院高能物理研究所提出构想；2013 年，得到中国科学院战略性先导科技专项（A 类）以及广东省人民政府的支持；2015 年，启动隧道和地下实验室建设；2021 年 12 月，实验室建设完成并开始探测器在地下实验室的安装建设；2024 年 12 月，探测器主体建设完成并开始灌注超纯水与液体闪烁体。 在灌装过程中，项目团队展现出了卓越的技术水平和严谨的工作态度。他们首先在 45 天内完成超过 6 万吨超纯水的灌注，将内外有机玻璃球的液位差控制到厘米量级，流量偏差不超过 0.5%，有力保障了探测器主体结构的安全稳定。随后，历经半年的精细操作，将 2 万吨液体闪烁体精准注入直径 35.4 米的有机玻璃球内，并同步完成原有纯水的置换。尤为关键的是，超纯水与液体闪烁体的超高洁净度、透明度和极低放射性本底等特殊要求全部得到满足。与此同时，项目团队还完成了探测器的调试优化，确保其在灌注完成后立刻进入正式运行取数阶段。 JUNO 的核心探测器是有效质量达 2 万吨的液体闪烁体探测器（中心探测器），安置于地下实验大厅 44 米深的水池中央。直径 41.1 米的不锈钢网壳作为主支撑结构，承载着包括 35.4 米直径的有机玻璃球、两万吨液体闪烁体、两万只 20 英寸光电倍增管、两万五千只 3 英寸光电倍增管以及前端电子学、电缆、防磁线圈和隔光板等众多关键部件。遍布探测器内壁的光电倍增管协同工作，探测中微子与液闪相互作用产生的闪烁光，并将其转换为电信号输出。 江门中微子实验设计使用寿命可达 30 年，后期还可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验。此次成功灌注并运行取数，是我国在中微子研究领域的一个重要里程碑。它不仅体现了我国在大科学装置建设方面的强大实力，也为未来粒子物理学的研究提供了坚实的基础。相信在科研人员的不懈努力下，江门中微子实验将为人类揭示更多关于宇宙和物质的奥秘。