江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)（Jiangmen Underground Neutrino Observatory，簡(jiǎn)稱(chēng)JUNO），又稱(chēng)江門(mén)地下中微子觀(guān)測(cè)站，是一項(xiàng)雄心勃勃的多用途中微子研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目坐落于廣東省江門(mén)市開(kāi)平市金雞鎮(zhèn)與赤水鎮(zhèn)交界處的打石山地區(qū)，旨在通過(guò)精密探測(cè)陽(yáng)江和臺(tái)山核電站釋放的反應(yīng)堆中微子，深入探索超新星中微子、大氣中微子、太陽(yáng)中微子及地球中微子的奧秘，同時(shí)開(kāi)展奇異粒子搜索，精確測(cè)定中微子質(zhì)量等級(jí)及振蕩參數(shù)。

啟動(dòng)與初期建設(shè)

2015年1月10日：繼大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)成功實(shí)施后，中國(guó)主導(dǎo)的第二個(gè)大型中微子實(shí)驗(yàn)——江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)，在廣東省江門(mén)市開(kāi)平市金雞鎮(zhèn)正式拉開(kāi)建設(shè)序幕。來(lái)自世界各地的近300名科學(xué)家齊聚一堂，共同見(jiàn)證了這一歷史性的時(shí)刻。2019年7月：項(xiàng)目進(jìn)入地下實(shí)驗(yàn)室開(kāi)鑿的關(guān)鍵階段，標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)建設(shè)邁入新紀(jì)元。

中期進(jìn)展與突破

2020年12月12日：隨著大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)裝置圓滿(mǎn)完成其科學(xué)使命并正式退役，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)被寄予厚望，預(yù)期將在不遠(yuǎn)的未來(lái)揭開(kāi)中微子質(zhì)量順序的神秘面紗。

2022年：項(xiàng)目取得多項(xiàng)重要進(jìn)展，包括有機(jī)玻璃球安裝升降平臺(tái)的搭建完成，以及探測(cè)器雛形的初步顯現(xiàn)。特別是5月，地下700米實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi)的巨型“變形金剛塔”升降平臺(tái)頂升至38米，為后續(xù)有機(jī)玻璃球的安裝工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

近期成就與未來(lái)規(guī)劃

2023年6月：地下探測(cè)器不銹鋼網(wǎng)架安裝完成，項(xiàng)目進(jìn)入最后沖刺階段。

2024年：項(xiàng)目取得一系列里程碑式成就，包括中心探測(cè)器內(nèi)部世界最大單體有機(jī)玻璃球的全面建成，以及液體灌注工作的正式啟動(dòng)。

預(yù)計(jì)至2025年，項(xiàng)目將全面建成并投入運(yùn)行取數(shù)。此外，項(xiàng)目還計(jì)劃于2030年左右進(jìn)行升級(jí)改造，成為世界最大的無(wú)中微子雙β衰變實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)一步探索中微子的絕對(duì)質(zhì)量及其反粒子性質(zhì)。

探測(cè)器設(shè)計(jì)

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的核心裝備是一個(gè)置于地下700米深處的巨型中微子探測(cè)器。該探測(cè)器被一個(gè)巨大的水池環(huán)繞，以屏蔽外界本底輻射。探測(cè)器內(nèi)部填充有2萬(wàn)噸高純度液體閃爍體，并配備了數(shù)以萬(wàn)計(jì)的光電倍增管，用于捕捉中微子與液體閃爍體相互作用時(shí)產(chǎn)生的微弱閃爍光。

液體閃爍體特性

液體閃爍體作為探測(cè)中微子的關(guān)鍵介質(zhì)，其主要成分為烷基苯（占比99.7%），這是一種無(wú)毒、易生物降解且火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)低的日用洗滌劑原料。其卓越的能量分辨率（達(dá)3%）使得探測(cè)器能夠精確捕捉中微子相互作用時(shí)產(chǎn)生的微弱信號(hào)。

信號(hào)：反應(yīng)堆電子反中微子通過(guò)逆β衰變反應(yīng)與探測(cè)器內(nèi)的質(zhì)子相互作用，產(chǎn)生正電子和中子。正電子迅速湮滅釋放能量，提供即時(shí)信號(hào)；中子則稍后被質(zhì)子捕獲并釋放伽馬射線(xiàn)，形成延遲信號(hào)。這兩者時(shí)間上的關(guān)聯(lián)性為反中微子的探測(cè)提供了獨(dú)特特征。

背景：主要背景噪聲包括偶然事件、宇宙μ子及快中子等。通過(guò)精密的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功將背景噪聲控制在極低水平，確保了探測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

中微子質(zhì)量順序探索

中微子質(zhì)量順序是國(guó)際中微子研究領(lǐng)域的核心問(wèn)題之一。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將通過(guò)精確測(cè)量反應(yīng)堆電子反中微子能譜來(lái)確定中微子的質(zhì)量等級(jí)，為解決這一科學(xué)難題提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)

對(duì)粒子物理及宇宙學(xué)的貢獻(xiàn)

粒子物理：中微子研究作為國(guó)際粒子物理研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，是唯一有實(shí)驗(yàn)證據(jù)超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的方向。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將推動(dòng)對(duì)微觀(guān)粒子物理規(guī)律的深入理解，為粒子物理理論的發(fā)展提供有力支持。

宇宙學(xué)：通過(guò)探測(cè)超新星中微子、地球中微子等，項(xiàng)目將深化對(duì)宇宙起源與演化的認(rèn)識(shí)，為宇宙學(xué)研究提供寶貴數(shù)據(jù)。

地球物理：地球中微子的探測(cè)將有助于揭示地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)，為地球物理學(xué)研究開(kāi)辟新的途徑。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)自啟動(dòng)以來(lái)，便吸引了來(lái)自全球12個(gè)國(guó)家和地區(qū)的239名科研人員積極參與。通過(guò)定期的國(guó)際合作組大會(huì)，各子系統(tǒng)與物理分析工作組不斷交流進(jìn)展，共同推動(dòng)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。展望未來(lái)，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將繼續(xù)秉持開(kāi)放合作的精神，與全球科研伙伴攜手共進(jìn)，共同探索宇宙的微觀(guān)奧秘，為人類(lèi)的科學(xué)進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。同時(shí)，隨著項(xiàng)目的不斷升級(jí)與擴(kuò)展，其科學(xué)影響力與國(guó)際地位也將持續(xù)提升，成為全球粒子物理研究領(lǐng)域的璀璨明珠。