地下700米！江门中微子实验室今天正式运行，图解国之重器→

今天（8月26日），在广东江门地下700米深处，我国科学家十年磨一剑建设的江门中微子实验大科学装置开始正式运行了，要捕捉宇宙中的“幽灵粒子”——中微子。该实验装置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。

江门中微子实验探测器位于广东省江门市附近的地下700米处，可以探测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。

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江门中微子实验室主要做什么？

江门中微子实验大科学装置（JUNO）为国际上首个建成的下一代大型中微子实验装置。其在试运行期间首批获取的数据显示，其探测器关键性能指标全面达到或超越设计预期，这使JUNO能够着手解决粒子物理学领域未来十年内的一个重大问题：中微子质量排序——即第三种中微子（ν₃）是否比第二种（ν₂）更重。

另外，还将以更高精度测量中微子振荡参数，并涉足超新星、地球中微子、太阳中微子等研究。

●什么是中微子？

中微子是构成物质世界的基本粒子之一，也是宇宙中最古老、数量最多的粒子，从宇宙大爆炸起就弥散在宇宙中，无处不在却又“神出鬼没”，几乎不与任何物质发生反应，导致人们不仅看不到，就连探测也十分不易。

●国之重器如何“捕捉”中微子？

江门中微子实验的探测器核心是一个装载2万吨液体闪烁体的有机玻璃球，外壁镶嵌着数万只光电倍增管。一旦有中微子与之发生反应，就会发出微弱的光信号——这些信号将被放大、记录、分析，如同在深海中倾听宇宙的低语。

光电倍增管，也被科学家称作黄金瞳，它能看到中微子击中闪烁体时发出的微弱荧光，这亮度只是手机屏幕亮度的百亿分之一。

藏在玻璃内部的金属薄膜厚度只有几十纳米，曾是国外严密封锁的核心技术，中国科学家自己摸索，通过千万次的试验，才终于成功打破这一垄断，也让单个光电倍增管的价格降低了一倍以上。在江门中微子实验室里，这样的大大小小的光电倍增管一共有4.5万个，这项关键核心技术的突破，节省成本几亿元。

江门中微子实验室由中国科学院高能物理研究所牵头，合作组包括来自17个国家和地区的约700名研究人员。从看不见摸不着的“幽灵粒子”，到一步步揭开神秘面纱，江门中微子实验室是通向未知宇宙的一扇新窗口。

江门中微子合作组发言人王贻芳表示：“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。这是国际上首次运行这样一个超大规模和超高精度的中微子专用大科学装置，将使我们能够回答关于物质和宇宙本质的基本问题。”

中微子实验室为何选中开平？

宇宙中充斥着大量的中微子，而核反应堆中微子则是人工产生中微子的主要来源。阳江核电站和台山核电站，这两个核电站经过核反应的时候会产生中微子。用一条直线将阳江核电站和台山核电站连起来，然后按照53公里为斜边画出一个等腰三角形，这个相交点就恰巧落在开平金鸡镇和赤水镇之间的打石山。

“距离核反应堆50多公里远，如果反应堆总功率越高，中微子通量就越大，对我们的实验积累数据就越好，这是一个物理的要求。”中国科学院高能物理研究所研究员衡月昆说道。

为何建在地下700米？

中国科学院高能物理研究所研究员衡月昆介绍说：“这个实验要在地下700米。由于地质的原因，探测器建的地方要在一个完整的花岗岩结构上。因为这么大的探测器，这么大的实验大厅，需要地质足够稳定。花岗岩是强度非常好、稳定性非常高的，恰恰在这个地方，我们做勘探的时候，发现是有一块大的花岗岩，我们便在那花岗岩的边上选择了这个位置。”

中科院高能物理研究所研究员、开平中微子研究中心主任李小男表示，在地下最重要的一个洞室——地下实验大厅，上面岩石的厚度大约是700米，可以把地球外的带电粒子降低到十万到二十万分之一，这样地球外带电粒子对我们实验的影响就会降低到忽略不计。

江门中微子实验室施工有多难？

江门中微子实验由中国科学院高能物理研究所于2008年提出构想，2013年得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）支持，并在同年得到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月完成实验室建设并开始了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。

施工人员要在坚硬的花岗岩中开辟出1266米的斜井、564米的竖井，横跨49.5米、高71米的实验厅及附属硐室，其建设难度远超常规基建项目。