11月19日,廣東,大科學裝置江門中微子實驗舉行發布會,宣布實驗裝置建設成功并發布首個物理成果,圖為答記者問環節。中新網記者 孫自法 攝
經過10余年設計和建設,江門中微子實驗成為國際上首個建成的新一代超大規模、超高精度的中微子實驗裝置。在運行期間首批獲取的數據顯示,江門中微子實驗探測器關鍵性能指標全面達到或超越設計預期,表明其已準備好開展中微子物理前沿研究。該探測器性能分析論文已提交專業學術期刊《中國物理C》,并已在預印本網站arXiv上發布。
當天發布會上,中國科學院高能所副所長、江門中微子實驗國際合作組物理分析負責人溫良劍研究員作該實驗首個物理成果報告說,2025年8月26日至11月2日的59天內,江門中微子實驗經層層篩選后成功捕獲2300多個中微子,國際合作組通過對這些有效數據進行分析,測量了被稱為“太陽中微子振蕩參數”的混合角theta(12)與質量平方差,得到的結果比此前實驗的最好精度提高了1.5-1.8倍。
11月19日,廣東,大科學裝置江門中微子實驗舉行發布會,宣布實驗裝置建設成功并發布首個物理成果,中國科學院高能所副所長、江門中微子實驗國際合作組物理分析負責人溫良劍研究員作成果發布。中新網記者 孫自法 攝
這兩個振蕩參數最初是通過太陽中微子所測定,但也可以通過反應堆中微子精確測定。此前,這兩種方法對質量平方差的測量結果有約1.5倍標準偏差的不一致,被稱為“太陽中微子偏差”,暗示著可能有新物理。江門中微子實驗這次通過反應堆中微子證實了這個偏差,未來還能通過同時測量太陽中微子和反應堆中微子,進一步證實或證偽該偏差。
尋找超出中微子振蕩框架的新物理
中國科學院副院長丁赤飚院士在發布會上致辭指出,江門中微子實驗是一項匯聚全球智慧的大型基礎科學研究國際合作項目,充分展現中國在國際合作方面開放、合作、共贏的理念。他希望項目團隊與全球科學家緊密協作,不斷產出具有重大科學意義和國際影響力的原創性科技成果。
中國科學院院士、江門中微子實驗項目經理和發言人王貽芳表示,江門中微子實驗能夠在僅兩個月的時間內完成如此高精度的測量,表明其探測器的性能完全符合設計預期。它以前所未有的測量精度使科學家可以很快確定中微子質量順序,檢驗3種中微子振蕩的框架,尋找超出此框架的新物理。
作為中國科學院高能所領導的重大國際合作項目,江門中微子實驗擁有來自17個國家和地區75個科研機構的700多名研究人員。其國際合作組機構委員會主席、法國斯特拉斯堡大學和法國國家科學研究中心馬科斯·德拉科斯(Marcos Dracos)教授說,江門中微子實驗的成功反映了整個國際團隊的投入和創造力,看到全球努力達到(首個成果)這樣的里程碑,他感到非常自豪。
江門中微子實驗副發言人、意大利米蘭大學和意大利國家核物理研究院焦阿基諾·拉努奇(Gioacchino Ranucci)研究員認為,最新發布的科學成果見證了江門中微子實驗國際合作組過去10多年努力的成功,這將在未來幾年主導中微子物理學領域,提供精確度極高的結果。
11月19日,廣東,大科學裝置江門中微子實驗舉行發布會,宣布實驗裝置建設成功并發布首個物理成果,中國科學院高能所所長、江門中微子實驗副發言人曹俊研究員主持發布會。中新網記者 孫自法 攝
在中國科學院高能所所長、江門中微子實驗副發言人曹俊研究員看來,江門中微子實驗的設計使用壽命為30年,在未來幾十年里,該實驗將持續產生重要物理成果并培養新一代物理學家。同時,通過國際合作,為全人類的科技發展和文明進步作貢獻。
可升級為無中微子雙貝塔衰變實驗
根據標準模型,構成物質世界最基本的粒子有12種,包括上、下、奇異、粲、頂、底6種夸克,電子、繆子、陶子3種帶電輕子,電子中微子、繆中微子、陶中微子3種中微子。其中,中微子有大量謎團尚未解開,包括其質量大小和起源、質量順序、電荷宇稱破壞的大小等,同時,對中微子的研究遠遠超出粒子物理的范疇,是粒子物理、天體物理、宇宙學、地球科學的交叉與熱點。
在建設中國第一代中微子實驗——大亞灣中微子實驗的同時,中國科學院高能所2008年提出新一代的江門中微子實驗構想。歷經多年持續攻關,江門中微子實驗在高探測效率光電倍增管、超高透明度液體閃爍體、超低本底材料和精密刻度系統等核心領域實現重大突破,共同構建起超高靈敏度的中微子探測系統。2025年8月,江門中微子實驗正式運行取數。
王貽芳院士透露,憑借超高探測靈敏度,江門中微子實驗除聚焦中微子質量順序這一核心目標外,還將精確測量中微子振蕩參數,開展對太陽、超新星、大氣及地球中微子的研究,并尋找超出粒子物理標準模型的新物理。未來,江門中微子實驗可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗,以檢驗中微子是否為自身的反粒子,并探測中微子的絕對質量。
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