中国地下700米有了个全球第一

中国地下700米的"微观宇宙观测站"——江门中微子实验（JUNO）正式运行，这个全球最大、最精确的中微子探测器将破解困扰科学界数十年的中微子质量顺序之谜，其测量精度比国际最好水平提高5倍以上，标志着中国在粒子物理领域实现从跟跑到领跑的跨越。

8月26日，广东江门地下700米的寂静被科学界的欢呼打破——我国自主研制的江门中微子实验（JUNO）正式投入运行。

这个形如巨型水晶球的探测器，以其20万吨的液体闪烁体容量和世界领先的能量分辨率，标志着人类探索宇宙基本粒子的征程迈入全新纪元。当全球科学家的目光聚焦在这座深藏地下的"微观宇宙观测站"时，中国正以自主创新的姿态，在粒子物理研究的国际竞赛中实现从跟跑到领跑的历史性跨越。

作为目前全球规模最大、测量精度最高的中微子专用实验装置，JUNO的核心是一个直径35.4米的有机玻璃球，内部充填着2万吨特制液体闪烁体。这种由中国科学家自主研发的高透明度介质，能将中微子碰撞产生的微弱闪光放大百万倍。

球体外围环绕着4.5万只光电倍增管，构成全球最大的光子探测阵列，其单光子探测效率达到惊人的30%，相当于在伸手不见五指的黑夜中捕捉萤火虫的微光。整套系统被安置在地下700米的岩层深处，相当于两座广州塔叠加的深度，厚重的岩石屏障将宇宙射线干扰降至地面水平的百万分之一。

中微子作为宇宙中最神秘的"幽灵粒子"，每秒钟有万亿个穿过人体却不留痕迹。JUNO的首要科学目标是破解中微子质量顺序之谜——这个困扰物理学界数十年的难题，将决定三种中微子谁最"重"谁最"轻"。通过精确测量来自广东阳江、台山核电站的中微子，以及大气和太阳产生的中微子，科学家有望在3-5年内以超过3倍标准偏差的置信度给出答案。

这种测量精度将达到前所未有的1%-2%，比当前国际最好水平提高5倍以上。项目首席科学家王贻芳院士比喻道："就像用显微镜观察细菌，过去我们只能看清轮廓，现在连鞭毛结构都清晰可见。"

这个总投资20亿元的大科学装置，堪称多学科尖端技术的集大成者。其核心部件光电倍增管由北方夜视技术研究院研制，突破传统设计将尺寸扩大到20英寸，相当于篮球大小，成为世界同类产品中的"巨无霸"。

为保障2万吨液体闪烁体的超凡纯净度，科研团队开发出十级纯化工艺，使杂质含量控制在万亿分之一以下——相当于在西湖水中溶解的一粒盐。装置建设过程中，工程师们首创"地下宫殿"式施工方案，在保持岩体稳定的同时，完成了相当于7个标准游泳池容积的地下洞室开挖。JUNO的国际合作网络覆盖16个国家和地区的76个研究机构。法国核物理学家阿尔诺·莫雷尔评价："中国为全球粒子物理研究搭建了前所未有的平台。"该装置不仅能研究中微子，还将探索质子衰变、超新星爆发等前沿课题。特别值得注意的是，JUNO采用开放式运行模式，未来十年将吸引全球超过500名科学家参与实验，产生的数据量预计达50PB，相当于存储整个美国国会图书馆的纸质资料5万次。与日本超级神冈探测器、美国DUNE等国际同类装置相比，JUNO在能量分辨率、本底抑制等方面具有明显优势。其设计借鉴了我国大亚湾中微子实验的成功经验，后者曾在2012年首次精确测量出中微子混合角θ13。清华大学教授李金这样解读JUNO的意义："就像GPS导航需要至少4颗卫星定位，要完整描绘中微子特性图谱，质量顺序是最后缺失的关键参数。"

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