江门中微子实验首个物理成果发布

中微子研究领域迎来了一个具有划时代意义的里程碑。2025年6月10日，江门中微子实验（JUNO）发布了其首个物理成果——精确测定中微子振荡的两个关键参数θ12与Δm²21——这项成果以封面文章的形式，正式刊登于国际顶级学术期刊《Nature》杂志上。

此次测量的数据来源，实际仅覆盖了2025年8月26日至11月2日这短短59天的有效运行期。但就在这不到两个月的时间里，江门中微子实验（JUNO）将这两项振荡参数的测量精度，相较于过去数十年全球多项实验的综合结果，提升了整整1.6倍。换句话说，过去需要耗费数十年、依赖多个实验才能逐步拼凑出的答案，如今仅凭一台探测器，在不到两个月的时间里就给出了更为清晰的解读。

审稿人的评价直截了当：“这项成果验证了JUNO探测器性能及分析方法的可靠性。在中微子振荡物理步入精确测量时代之际，JUNO已然确立了自己在新时代中的关键地位。” 这番话分量十足——它意味着JUNO不仅是下一代实验的参与者，更是直接被推向了舞台的中心。这对于三代中微子振荡框架的验证、全局振荡数据的拟合，乃至未来确定中微子质量顺序，都具有直接而深远的意义。

《Nature》杂志还专门配发了一篇观点文章，其中一段话值得细细品味：“理解中微子的行为，对于在最小尺度上构建物质与力的完整理论至关重要。江门中微子实验的首批结果令人信服，未来它还将有能力确定中微子的质量排序。这标志着中微子振荡精确测量时代的到来，并有望为这些神秘基本粒子的特性带来全新的见解。”

《Nature》期刊封面（第654卷，第8118期）

值得关注的是，今年4月，JUNO的探测器性能相关文章同样以封面文章的形式发表在《中国物理C》上。为此，因发现太阳中微子振荡而荣获2015年诺贝尔物理学奖的麦克唐纳教授给出了高度评价：“江门中微子实验如今已圆满达成全部设计指标，实现了极高的本底放射性洁净度、优异的能量分辨能力以及探测器的长期稳定性。实验装置已全面投入运行，即将向着宏大的科学目标稳步推进。”

他提到的科学目标包括：测定中微子质量顺序、精确测量振荡参数、探测来自各类天体与自然源的中微子，以及寻找超越粒子物理标准模型的新物理现象。这些都是中微子领域最前沿、也最具挑战性的课题。

JUNO首个物理成果展示图

中微子不带电，质量极其微小，只参与极其微弱的弱相互作用，其穿透力强到几乎可以毫无阻碍地穿越整个地球。在所有基本粒子中，人类对它们的了解确实是最少的。

JUNO于2025年8月正式投入运行，其首要科学目标便是测定中微子质量顺序，同时还能精确测量六个振荡参数中的三个，精度达到优于1%的水平。此外，超新星中微子、地球中微子、太阳中微子、大气中微子等多项研究任务也在其计划之内。

谈到探测器本身，其规模相当惊人。它被安放在地下700米深处，核心部件是一个有效质量达2万吨的液体闪烁体探测器，浸泡在实验大厅44米深的水池中央。直径41.1米的不锈钢网壳作为主支撑结构，上面承载着直径35.4米的有机玻璃球、2万吨液闪、2万只20英寸光电倍增管、2.5万只3英寸光电倍增管，以及前端电子学、电缆、防磁线圈和隔光板等众多关键部件。遍布探测器内壁的光电倍增管协同工作，捕捉中微子与液闪相互作用时产生的微弱闪烁光，并将其转换为电信号。正是依靠这套精密的系统，JUNO能够精确测量中微子的能量，从而精准测定振荡参数。

截至目前，江门中微子实验（JUNO）已平稳运行9个月。随着数据量的持续积累，从今年夏天开始，将有大量新成果陆续发布。中微子的那些未解之谜，正在一步步被揭开。