江门中微子实验正式运行,或许将诞生我国下一个诺贝尔奖得主!

B站影视 电影资讯 2025-08-28 12:13 2

摘要:历经约十年的开工建设后,江门中微子实验(JUNO)终于正式运行了!2025年8月26日,江门中微子实验成功进行了2万吨液体闪烁体的灌注,并开始正式运行取数。JUNO也是世界上第一个建成的新一代大型中微子实验装置,而日本的顶级神冈中微子实验(Hyper-K)和美

历经约十年的开工建设后,江门中微子实验(JUNO)终于正式运行了!2025年8月26日,江门中微子实验成功进行了2万吨液体闪烁体的灌注,并开始正式运行取数。JUNO也是世界上第一个建成的新一代大型中微子实验装置,而日本的顶级神冈中微子实验(Hyper-K)和美国的深部地下中微子实验(DUNE)目前正在建设当中,未来JUNO、Hyper-K和DUNE将成为国际中微子研究的三个中心

而这一次,我们国家走在了国际最前沿,自2008年中国科学院高能物理研究所提出最初构想,2013年项目得到中国科学院战略性先导科技专项(A类)支持和广东省人民政府的支持;2015年江门中微子实验正式开工,这中间经历并克服了一系列的困难和挑战;并在2021年底完成了实验室建设,继而开始探测器在地下实验室的安装建设,2024年底探测器主体建设顺利完成,并开始灌注超纯水与液体闪烁体;2025年8月,2万吨液体闪烁体的灌注按计划灌注完成,如今正式运行读数。

取自央视

据报道,通过对JUNO此前在试运行期间获取的首批数据分析显示,探测器关键性能指标全面达到或超越了设计预期。而江门中微子实验以测量中微子质量顺序(即第三种中微子(ν₃)是否比第二种(ν₂)更重)为首要科学目标,并进行其它多项重大前沿研究;通过试运行期间的良好反馈,也增加了我们对JUNO能够着手解决粒子物理学领域未来十年内这一重大问题的信心。江门中微子实验是在以王贻芳院士为首等科学家的领导和推动下逐步发展成为现实的,目前江门中微子实验也成为了一个重大国际合作项目。它由中国科学院高能物理研究所主导,已吸引了来自17个国家和地区、74个科研机构的700多名研究人员加入。

取自网络

JUNO的设计使用寿命达30年,后期还可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验,这也将极大地节约科研成本。日前作为JUNO合作组发言人王贻芳表示:“完成JUNO探测器灌注并开始运行取数,是一个历史性的里程碑。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。”2002年,美国科学家雷蒙德·戴维斯、日本科学家小柴昌俊因在“探测宇宙中微子”方面的先驱性贡献而获得了当年的诺贝尔物理学奖;2015年诺贝尔物理学奖则颁给了日本的梶田隆章和加拿大的阿瑟•麦克唐纳,表彰他们发现中微子振荡现象(第1和第2种中微子振荡),证实中微子有质量;它揭示了微观世界一个全新的规律,对宇宙和天体的起源与演化也有重大影响。

2012年初,王贻芳领导的大亚湾实验发现了第三种中微子振荡模式,并抢在韩国RENO实验组(比大亚湾实验组早4个月开展实验)前宣布了实验结果。应该说第三种中微子振荡模式的发现也是一项“诺奖级”的成果,该成果让王贻芳及其带领的大亚湾实验组,先后获得了潘诺夫斯基实验粒子物理学奖、科学突破奖、布鲁诺·庞蒂科夫奖和欧洲物理学会高能与粒子物理奖等国际大奖。但可能一是考虑到该成果中韩几乎是同时发现的,二是第三种中微子振荡模式与前两者相比,带来的震撼度和颠覆性(前两者率先证实确实存在中微子振荡现象)可能稍弱;因而2015年诺奖颁发时并未带上这一成果;光凭第三种中微子振荡模式这一成果要想再夺“诺贝尔奖”难度就很大了。

高能物理研究应该说都离不开大科学装置,2002年和2015年日本科学家的两次诺奖都跟神冈和超级神冈这两个探测器息息相关;因此要想在中微子研究领域有进一步的突破,新的探测器是必须的。其实江门中微子实验在大亚湾实验完成之前就提出了(2008年),为了研究中微子的质量顺序、精确测量中微子的振荡参数。同时它还能检验中微子是否为马约拉纳粒子,从而解决粒子物理、天体物理和宇宙学的前沿交叉热点难题,并深刻影响人类对宇宙的理解。如今JUNO正式投入运行,我国科学家有望率先在国际上测量出中微子质量顺序,其实只要探测器安装到位并能按预期设计运行的话,数据采集工作还是挺快的。要知道2011年12月底,大亚湾中微子实验装置安装成功,并正式运行;仅在两周之后便看到了数据异常,随后用了三个月的时间测定中微子振荡的参数,发现了第三种中微子振荡模式。

而得出中微子质量顺序这一成果在高能物理领域绝对是一个重磅级成果,也是诺贝尔奖级别的成果。如果成功,王贻芳院士很可能凭借该成果与之前的第三种中微子振荡模式成果而获得诺贝尔物理学奖。当然JUNO并不是简单的为了冲击诺贝尔奖而建造,王贻芳院士曾说过:“做科研一定是享受这个过程,而不是某一个结果……“拿奖”这个目标太浅了,太简单了,如果为此去做科研,那么很容易就放弃了。奖项不应该是做事情的动力。”

而且不能想当然的认为,有了这个探测器,谁来都可以取得成果,这也是不对的。探测器也是人设计和建造的,实验的设计、研制、运行和物理研究是连续的,而王贻芳院士则是项目的领头人。他在国外学习和研究工作期间,在实验设计和模拟验证方面积累了大量经验,他曾亲自焊接、安装,然后取数,从头到尾把整个系统做完,又参与探测器的建造,一个人从头到尾做最后的数据分析。正是有了这些经历,他回国后才能成为我国中微子研究的领导者。从去年到今年,王贻芳先后当选为了美国国家科学院和美国艺术与科学院的外籍院士、英国皇家学会的外籍院士;这三个院士荣誉的含金量是很高的,也算是欧美顶尖科技强国对王院士的一种认可和前瞻性的支持吧。

最后,也期待在王院士带领下,江门中微子实验室在中微子探测领域再次取得重大突破。当然成果做出来,荣誉并不是王院士一个人的,而是整个这个JUNO合作组的。综上所述,随着江门中微子实验的正式投用,我认为王贻芳有可能成为新中国首位诺贝尔物理奖得主。

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来源:科技大满贯

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