大國創新/江門中微子實驗 首個物理成果登上國際頂刊封面 「幽靈粒子」振盪精確測量時代到來


  6月10日,江門中微子實驗(JUNO)首個物理成果「精確測定中微子的兩個振盪參數θ12和Δm221」以封面文章形式在國際頂級學術期刊《Nature》(《自然》)正式刊出。科研人員通過對2025年8月26日至11月2日共59天有效數據的分析,完成兩項關鍵振盪參數的高精度測量,相較於過去數十年多項實驗的綜合結果,精度提高了1.6倍。

  《Nature》配發的國際同行評價文章指出,「理解中微子的行為對於在最小尺度上建立物質和力的完整描述至關重要。江門中微子實驗的首個結果的分析讓人信服,未來將能夠確定質量排序。這標誌着中微子振盪精確測量時代的到來,並有望為這些神秘基本粒子的特性提供新的見解」。\大公報記者 劉凝哲報道

  中微子,常被人們稱為「幽靈粒子」或「宇宙隱形人」,是一種極其微小、不帶電、質量甚至不到電子百萬分之一的基本粒子。它們幾乎不與普通物質發生相互作用,卻無處不在──每秒都有數以萬億計的中微子以接近光速穿透你的身體,而你毫無察覺。這些粒子誕生於宇宙大爆炸的最初瞬間,攜帶着關於宇宙起源與演化的珍貴密碼。儘管難以捕捉,科學家發現了「中微子振盪」這一現象,這是間接證明中微子具有非零質量的證據,是目前最清晰、最被普遍接受的標準模型之外新物理實驗證據。

  院士:將確定中微子質量順序

  6月10日,《Nature》封面文章指出,科研人員通過對2025年8月26日至11月2日共59天有效數據的分析,完成兩項關鍵振盪參數的高精度測量,相較於過去數十年多項實驗的綜合結果,精度提高了1.6倍。這是江門中微子實驗在2025年的首個物理成果。

  期刊審稿人評價稱,該成果驗證了江門中微子實驗探測器性能與分析方法的可靠性,在中微子振盪物理步入精確測量之際,確立了江門中微子實驗在新時代的關鍵地位,對三代中微子振盪框架檢驗、全局振盪數據擬合,以及未來中微子質量順序測定具有直接意義。

  江門中微子實驗項目經理和發言人王貽芳院士此前在接受大公報記者採訪時表示,江門中微子實驗能夠在僅2個月的時間內完成如此高精度的測量,表明JUNO探測器的性能完全符合設計預期。其前所未有的測量精度使人們可以很快確定中微子質量順序。

  諾獎得主讚:向新物理現象前進

  此外,JUNO的探測器性能文章已於今年4月以封面文章形式在《中國物理C》正式刊出。因發現太陽中微子振盪獲2015年諾貝爾物理學獎的麥克唐納教授對此文章評價道:「江門中微子實驗現已圓滿達成全部設計指標,實現了極高的本底放射性潔淨度、優異的能量分辨能力與探測器長期穩定性。實驗裝置已全面投入運行,即將向着宏大的科學目標穩步推進:測定中微子質量順序、精確測量中微子振盪參數、探測各類天體與自然源中微子,並尋找超越基本粒子標準模型的新物理現象。」

  據介紹,JUNO還將開展對太陽、超新星、大氣及地球中微子的研究。JUNO的設計使用壽命為30年,可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗,以檢驗中微子是否為自身的反粒子,並探測中微子的絕對質量。