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江门地下700米:JUNO探测器“捕捉”中微子 解20年宇宙存在之谜

时间:2026-06-11 23:53:20来源:快讯编辑:快讯

在广东江门地下700米深处,一座直径35米的巨型球体静静伫立。这个被命名为JUNO的探测器内部灌满2万吨超纯液体闪烁体,其规模相当于12层楼高的透明容器。自投入运行仅两个月,这个中国主导的科研装置便在《自然》杂志发布首组数据,将中微子振荡关键参数测量精度提升至2.2%,创下全球同类实验新纪录。

这些被称为"宇宙幽灵"的微观粒子,每秒有10万亿个穿透人体却毫无察觉。它们不带电荷、质量极小,却能在飞行中诡异地变换"身份"——从电子中微子转变为缪子中微子,再变成陶子中微子。这种被称为"中微子振荡"的现象,正是JUNO探测器试图解开的核心谜题。目前该装置每天可捕获40至60个反中微子事件,其灵敏度远超美国同类桌面级探测器。

在江门探测器启动前,全球仅日本和美国具备相关研究能力。日本超级神冈探测器使用26万吨水作为介质,美国DUNE项目则采用液氩技术,但这两个装置均处于建设阶段。中国科学家通过提前布局,使JUNO有望在2029至2030年间率先破解中微子质量顺序之谜——即三种中微子中谁最重、谁最轻。这个看似简单的排序问题,实则关乎宇宙诞生时的物质反物质不对称性。

根据宇宙大爆炸理论,物质与反物质本应完全湮灭。但现实世界中物质的明显优势,暗示着某种未知机制打破了这种平衡。物理学家推测,中微子质量顺序可能通过CP破坏效应,成为决定宇宙存续的关键杠杆。JUNO探测器采用的球形设计配合超纯介质,使其对中微子振荡参数的测量精度达到前所未有的水平,这种技术优势可能为解开宇宙起源之谜提供关键证据。

这项基础科学研究虽不会直接催生新技术,但其理论价值不可估量。中微子作为宇宙中最神秘的粒子之一,其性质研究可能颠覆现有物理框架。江门探测器如同在微观世界架设的超级显微镜,正在触碰现代物理学最前沿的未知领域。当这个深埋地下的巨型装置最终揭开中微子质量顺序的面纱时,人类对宇宙本质的理解将迎来根本性突破。

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