中国地下700米诞生全球首个超精密中微子探测器：江门中微子实验正式运行

2025年8月26日，广东省江门市地下700米深处，一项承载人类探索宇宙奥秘使命的“大国重器”——江门中微子实验（JUNO）正式启动运行。这一由中科院高能物理研究所主导、全球17个国家和地区74家科研机构近700名科学家参与的重大国际合作项目，成为全球首个投入运行的超大规模、超高精度中微子专用大科学装置，标志着我国在基础科学前沿领域实现历史性突破。

地下700米的“幽灵粒子捕手”

江门中微子实验的核心装置是一个直径35.4米的有机玻璃球，内部灌注2万吨高纯度液体闪烁体，外部由直径41.1米的不锈钢网壳支撑，并配备4.5万只光电倍增管。这一“巨型球体”被安置于地下实验大厅44米深的水池中央，通过屏蔽宇宙射线干扰，精准捕捉来自53公里外台山、阳江核电站反应堆产生的中微子。

中微子被称为“幽灵粒子”，其质量仅为电子的百万分之一，几乎不与物质相互作用，却携带宇宙起源的关键信息。江门中微子实验以“测定中微子质量顺序”为首要科学目标，即破解第三种中微子（ν₃）是否比第二种（ν₂）更重的谜题。这一问题的解答将重构粒子物理学标准模型，并深化对宇宙物质-反物质不对称性的理解。

十年磨一剑：从图纸到现实的科技长征

项目自2008年提出构想，历经17年攻坚：

• 2013年：获中科院战略性先导科技专项及广东省政府支持；
• 2015年：启动地下实验室建设，攻克地下700米深部工程难题；
• 2021年：完成实验室主体建设，开启探测器安装；
• 2024年12月：探测器主体建成，启动超纯水与液体闪烁体灌注；
• 2025年8月：完成2万吨液体闪烁体精准灌注，正式运行取数。

项目总工程师马骁妍透露，灌注过程中需将6万吨超纯水分45天注入水池，液位差控制在厘米级，流量偏差不超过0.5%；随后用半年时间完成2万吨液体闪烁体置换，确保其洁净度、透明度及放射性本底达到极致要求。“这是数百名工程师与技术人员的智慧结晶，他们的协作让‘不可能’变为现实。”

三大技术突破定义国际新标杆

1. 质量顺序测定精度全球领先：
   江门中微子实验对质量顺序的测定不受地球物质效应干扰，可显著提升6个中微子振荡参数中3个参数的精度，为解开“中微子绝对质量”和“是否为马约拉纳粒子”等谜题奠定基础。

2. 探测器规模与灵敏度创纪录：
   2万吨液体闪烁体探测器规模是国际同类装置的20倍以上，能量分辨率达国际领先的0.8%，可捕捉到单个中微子与液闪相互作用产生的微弱光信号。

3. 国际合作模式开创新范式：
   项目汇聚中国、意大利、法国、捷克等国科研力量，意大利米兰大学教授Gioacchino Ranucci表示：“全球顶尖团队将液体闪烁体探测技术推向极限，为实验目标开辟了道路。”

30年寿命与升级愿景：探索宇宙终极谜题

江门中微子实验设计寿命达30年，未来将升级为全球最灵敏的“无中微子双贝塔衰变实验”装置，通过探测中微子绝对质量，验证“中微子是否为自身反粒子”这一马约拉纳假设。若成功，将解释宇宙中物质为何远多于反物质，并推动宇宙学、天体物理与粒子物理的交叉融合。

中科院院士、项目发言人王贻芳强调：“这是人类首次运行如此大规模的中微子专用装置，它将回答关于物质本质和宇宙演化的根本问题。从核电站中微子到太阳、超新星中微子，江门实验将开启探索未知物理的新窗口。”

从江门到世界：中国基础科学的里程碑

江门中微子实验的正式运行，不仅标志着我国在大科学装置建设领域跻身全球前列，更通过国际合作模式为全球科研治理提供中国方案。随着数据采集与分析的展开，这一地下700米的“科学灯塔”或将照亮人类认知宇宙的新边疆。