中国将难以捕捉的“幽灵粒子”研究推向新高度

健康生活 2025年08月29日 01:16 1 admin

历经十年建设，巨型探测器JUNO近日正式投入运行，加入揭开中微子未解之谜的研究行列。

难以捕捉的中微子是一种几乎无质量且不带电荷的粒子，它考验着物理学家创造力的极限，但有时候答案就是要把研究规模做大。现在，最大的中微子探测器终于加入捕捉所谓"幽灵粒子"的研究行列。历经十年建设，中国的江门中微子观测站（JUNO）于8月26日正式开始采集数据。这个巨大的球形探测器位于地下700米深处，采集来自53公里外的两座核电站的反中微子信号。

这个巨大的球体装有2万吨液体闪烁体，每当有反中微子快速穿过时，闪烁体就会发出微光。探测器周围是一个44米深的巨池，内壁装有光电倍增管，可以捕获这些微光并将其转化为可供科学家分析的信号。

作为中微子的反物质对应物，反中微子可能具有与中微子相同的质量。利用这一特性，JUNO的科学家希望更好地了解中微子质量的性质，物理学家推测中微子的质量遵循奇特的量子力学原理。

中微子本身就是一种神奇的粒子。有证据表明，每秒有数万亿个中微子穿过我们的身体。但由于它们很少与任何物质相互作用，因此很难证实它们的存在，当然我们已经多次证实了它们的存在，但投入了大量的时间和精力（或许还有物理学家的眼泪）。

如果这还不够麻烦的话，中微子还有三种类型：电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。中微子会在一种名为"振荡"的过程中在不同类型之间转换。中微子有三种已确定的质量，它们被随意命名为质量1、质量2和质量3。

但问题是：物理学家仍然不知道哪种类型对应哪个质量数（如果有的话）。这是因为量子力学恼人而又迷人的规则有力地表明，每种中微子类型都是不同质量状态的组合。

到目前为止，物理学家认为某些中微子质量有略高的几率表现为某种特定类型，但他们尚未找到确切的答案。这个关于中微子质量顺序的未解难题正是JUNO的主要研究目标之一。

未来是光明的，呃，闪烁的在JUNO正式启动之前，这个巨大的探测器就已经捕捉到了反中微子信号，其关键性能指标"达到或超过设计预期"，JUNO合作组在一份新闻稿中宣布。

JUNO的发言人王贻芳在新闻稿中表示："我们首次运行如此规模和精度的中微子探测器。JUNO将使我们能够回答关于物质和宇宙本质的基本问题。"

未来，JUNO极高的灵敏度还可能探索粒子物理学中相关的问题，例如探测惰性中微子或研究质子衰变。目前，JUNO计划运行长达30年，在此期间或之后可能会进行升级，以进一步提高其灵敏度。无论如何，我们无疑很快就会看到JUNO带来的惊人科学发现。

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