6月27日下午,上海科技馆与上海科普教育基金会主办的第242期上海科普大讲坛在上海科技馆报告厅举行,本次活动也是江门中微子实验(JUNO)首项顶刊物理成果的科普首发专场。本期大讲坛特邀上海交通大学江门中微子刻度团队孟月教授,深度解读这项里程碑科研突破,带大众读懂精确测量中微子振荡参数的重大科学意义。


    2026年6月10日,JUNO首个物理成果《精确测定中微子的两个振荡参数》以封面文章形式发表于国际顶级期刊《自然》,标志着我国中微子探测研究迈上全新台阶。

《Nature》期刊封面(654卷,8118期)


    中微子是构成宇宙的17种基本粒子之一,包含电子中微子、缪子中微子和陶子中微子三种。中微子的来源十分广泛,太阳核聚变、地球内部放射性衰变、宇宙射线、核反应堆乃至人体自身都会产生中微子。


    虽然每一秒都有大量中微子穿过我们的身体和地球,却很少留下痕迹,这是因为它们不带电,质量极小,几乎不与物质发生作用,也因此常被称为“幽灵粒子”。 


    在讲座中,孟月教授从粒子物理标准模型出发,系统梳理了人类对中微子的认知历程。从20世纪30年代科学家泡利提出中微子假说,到50年代在核反应堆旁首次捕获中微子,再到在地下金矿和深井中探测来自太阳与超新星的中微子信号,一代代实验不断推进着对中微子性质的理解。

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    在此过程中,“中微子消失”现象的发现尤为关键。理论物理学家据此提出中微子振荡假说,即三种中微子在传播过程中会相互转换,后续实验证实了这一效应。其中,混合角θ??由中国大亚湾实验于2012年首次精确测得。


    为测定中微子质量顺序并进一步提高振荡参数的测量精度,江门中微子实验(JUNO)在广东江门地下700米建造。该实验装置的核心是一个直径35米的有机玻璃球,球体内部灌装两万吨液体闪烁体,外部布设4万余个光电倍增管。


    当罕见的中微子反应在液体闪烁体中产生微弱光信号时,光电倍增管将其捕捉并放大。与此同时,装置通过超纯水和反符合系统屏蔽本底干扰,确保信号真实可靠。


图片来源:中国科学院高能物理研究所


    2025年8月正式取数后,仅两个月的运行数据即刷新了中微子振荡参数的测量精度。整套装置从研发、搭建到刻度校准,历时十余年,凝聚了国内科研团队的大量攻关工作。


    孟月教授介绍,JUNO实验在未来可以测定中微子质量顺序,同时可拓展至太阳中微子、超新星中微子观测、地球中微子研究等领域,在核反应堆监测、星际通信等方向亦具有潜在应用前景。


    本次讲座是上海科普大讲坛深化科普阵地与科创体系融合,联动高校、科研院所搭建科技成果科普转化通道的又一次实践,将前沿基础研究转化为公众可感知的科学内容。


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内容整理:徐佩琦

编辑:一星期



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