江门中微子实验完成建设并获首批高精度成果

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11月19日,中国科学院高能物理研究所在广东江门召开发布会,正式宣布江门中微子实验装置完成建设并取得首批物理成果。该实验实现了对中微子振荡参数的高精度测量,其精度水平已超越国际多年积累的结果。
研究团队利用2023年8月26日至11月2日期间共59天采集的反应堆中微子数据,对中微子振荡的两个核心参数进行了精确测定。经过十余年持续的设计与建设,该实验成为全球首个投入运行的新一代超大规模、超高精度中微子探测装置。初步运行数据显示,探测器各项关键性能指标均达到或优于设计预期,具备开展前沿中微子物理研究的能力。相关性能评估论文已于11月18日提交至中国物理C,并在预印本平台arXiv发布。
此次测量结果再次确认了科学界长期关注的“太阳中微子偏差”现象,即太阳中微子与反应堆中微子测量结果之间存在约1.5倍标准偏差的现象。江门实验将相关参数的测量精度较此前国际最高水平提升了1.5至1.8倍,充分验证了装置的高性能表现。
该实验的核心科学任务之一是确定中微子质量顺序,这一问题被列为未来十年粒子物理研究的关键课题。通过高精度测量中微子振荡行为,实验将有助于检验基本粒子理论模型,并深化对太阳内部中微子产生与传播机制的理解。
项目自2015年启动建设,主体设施位于地下44米深的水池**,包含一个有效质量达两万吨的液体闪烁体探测器。探测器主体由直径41.1米的不锈钢网壳构成,内部容纳一个直径35.4米的有机玻璃球,用于盛装闪烁液体。探测系统配备了约两万只20英寸和两万五千只3英寸光电倍增管,均匀分布在内壁,用以捕捉中微子与介质相互作用产生的微弱光信号。
根据规划,装置设计运行寿命为30年。未来在技术升级后,还可拓展至无中微子双贝塔衰变的探测研究,进一步探索中微子的绝对质量及其本质属性,推动粒子物理、天体物理与宇宙学交叉领域的深入发展。
相关研究成果已在预印本网站公开,可供查阅。
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