江門中微子實驗是中國主持的第二個大型中微子實驗，首要科學目標是利用反應堆中微子振盪確定中微子質量順序，對於人類了解物質微觀的基本結構和巨觀宇宙的起源與演化具有重要意義。
江門中微子實驗室位於廣東省江門開平市，是由中科院和廣東省共同建設的大科學裝置，以測定中微子質量順序、精確測量中微子混合參數，研究超新星、地球及太陽中微子，尋找質子衰變、不活躍中微子等為科學目標。
2013年，江門中微子實驗立項。2014年7月，實驗組建了國際合作組，有中國、法國、德國、義大利、俄羅斯等國家和地區的45個研究單位的320多位研究人員參加實驗。2015年1月10日，江門中微子實驗在廣東省江門開平市金雞鎮啟動建設，建設內容包括位於地下700米的地下洞室、大型的水池、一個裝滿2萬噸液體閃爍體和光電倍增管的中微子探測器以及少量配套的設施。2023年6月，江門中微子實驗探測器完成不鏽鋼網架安裝。2024年11月20日，最後一塊光電倍增管模組安裝完成，廣東江門中微子實驗探測器主體建成；12月18日，江門中微子實驗液體灌注啟動，灌注任務結束後，江門中微子實驗將正式運行取數。
江門中微子實驗將解決中微子質量順序研究問題，不僅能對理解微觀的粒子物理規律做出重大貢獻，也將對宇宙學、天體物理、乃至地球物理做出重大貢獻。實驗將帶動建立一支國際領先的科研團隊，使中國的粒子物理研究走在世界前列，並帶動相關企業的技術創新，為實現科技強國戰略做出重要貢獻。
基本介紹
- 中文名：江門中微子實驗
- 外文名：Jiangmen Underground Neutrino Observatory
- 別名：江門地下中微子實驗基地
- 實驗機構：中國科學院
- 實驗目的：中微子質量排序，精確的震盪參數
- 位置：廣東省江門市
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建設背景
中微子是構成物質世界的基本粒子之一，從宇宙產生的那一刻起就扮演著重要角色，在最微觀的物質世界和最巨觀的宇宙中起著重要作用，如果沒有中微子，太陽不會發光，也不會有銀河系、地球，以及人類。從1956年人類發現中微子以來，對中微子的探索與研究從未停止，然而由於中微子極難探測，使其至今還有很多未解之謎沒有解開。
實驗介紹
實驗站建在地下700米深處，實驗計畫2014年底開始建設，2019年底建成，計畫2020年投入運行並開始物理取數，運行至少20年。實驗建造的中微子探測器將是世界上能量精度最高、規模最大的液體閃爍體探測器。這一實驗的啟動標誌著我國中微子實驗研究從起步到跨越的轉變。
據介紹，在大亞灣中微子實驗發現中微子的第三種振盪模式後，國際中微子研究的下一個熱點目標是測量中微子質量順序。中微子有質量，是目前發現的唯一有堅實實驗證據的超出粒子物理標準模型的現象，相關研究有可能發現新物理現象。物理靈敏度分析表明，進行這一研究的實驗最佳站址位於距反應堆50~55公里處，且與所有反應堆距離相等的區域內。
江門中微子實驗
實驗原理
圖1為江門實驗的中微子探測器示意圖：球形的中微子探測器置於水池中心，上下四周均被兩米以上的水包圍以禁止本底。在水池頂部採用跡線探測器作為反符合探測器；水池的內壁放置光電倍增管（PMT）探測宇宙射線。實驗所採用的2萬噸液體閃爍體探測器能量解析度達到了前所未有的3%，液體閃爍體是探測中微子的介質。當大量中微子穿過探測器時，偶爾會在探測器內發生反應，發出極其微弱的閃爍光，從而被光敏器件（光電倍增管）探測到。液體閃爍體99.7%的成份是烷基苯，是日用洗滌劑的主要原材料，具有無毒、易生物降解、火災風險低等優點。
圖1
實驗地點
廣東江門開平市金雞鎮、赤水鎮一帶的打石山。位於陽江核電站和台山核電站連線的垂直平分線上。
江門中微子實驗地理位置
實驗目的
實驗將在廣東江門市建造一個有效質量2萬噸的液體閃爍體探測器，距陽江和台山反應堆群約53公里，位於地下700米，能量解析度達到前所未有的3%。通過探測來自反應堆的中微子能譜，精確測量反應堆中微子的振盪信號，以確定中微子質量順序，精確測量4個混合參數，同時研究超新星中微子、地球中微子、大氣中微子、太陽中微子、惰性中微子等多個前沿重大問題。
建設進展
2019年7月，江門中微子實驗基礎建設進入地下實驗室開鑿的關鍵階段，預期2022年完成建設，未來有望揭開中微子質量順序的謎底。
2020年12月12日，中國第一代中微子實驗裝置——大亞灣反應堆中微子實驗(大亞灣實驗)裝置，在實現原定科學目標、完成科學使命後已正式退役。
大亞灣實驗負責人、中國科學院高能物理研究所所長王貽芳院士表示，江門中微子實驗預期2022年完成建設，它利用陽江和台山兩個核電站群產生的中微子，在不遠的將來，將揭開中微子質量順序的謎底，並在中微子振盪參數的精確測量、天體中微子、地球中微子、新物理尋找、研究超新星等方面取得國際領先的科學成果。2030年左右，江門中微子實驗可以升級改造為世界最大的無中微子雙β衰變實驗，測量中微子絕對質量，判斷其反粒子是否是其自身。
2021年10月10日至12日，中國物理學會高能物理分會2021年戰略研討會在北京召開。會上指出，江門中微子實驗正在建設，很快會在兩三年之內開始運行，它會使我們的中微子研究在國際上處於領先地位。
2022年4月24日，江門中微子實驗地下實驗大廳中，在44米深的水池裡，實驗核心設備——直徑41米的探測器安裝工程正在緊張有序進行中。
2022年5月，在地下700米的江門中微子實驗實驗大廳內，為實現有機玻璃球自上而下逐層安裝的升降平台已安裝完畢並頂升至38米，有如一個巨型“變形金剛塔”，為下一步有機玻璃球安裝工作做好了準備。
2022年6月，江門中微子實驗探測器主結構安裝完成。
2024年10月11日，從中國科學院獲悉，位於地下700米的江門中微子實驗（JUNO）的中心探測器內部、世界最大的單體有機玻璃球已經全部建成，進入建設的收官階段。
2024年11月20日，最後一塊光電倍增管模組安裝完成，廣東江門中微子實驗探測器主體建成。12月18日，江門中微子實驗液體灌注啟動。
