中新網(wǎng)廣東江門10月11日電(記者 孫自法)以國際粒子物理研究熱點且競爭激烈的測量中微子質(zhì)量順序為首要科學目標，位于地下700米的中國大科學裝置——江門中微子實驗(JUNO)建設進程中的一舉一動都備受關注。
來自建設現(xiàn)場的最新消息說，項目團隊通過攻克一系列國際技術難題，江門中微子實驗建設目前已完成95%任務進入收官階段，預計2024年11月底完成全部設備安裝任務，并啟動超純水、液體閃爍體的灌裝，2025年8月正式運行取數(shù)，設計運行壽命約30年。
實驗二期：有望取得重大成果
大亞灣中微子實驗之后，中國為什么又要建設江門中微子實驗？
中國科學院高能物理研究所(高能所)所長、江門中微子實驗首席科學家和項目經(jīng)理王貽芳院士指出，作為物質(zhì)世界最基本的粒子之一，中微子在粒子物理、天體物理和宇宙學中占有極為重要的地位，宇宙演化的歷史與未來依賴于中微子質(zhì)量。
作為大亞灣中微子實驗二期，設計、研制江門中微子實驗裝置，將用于測定中微子質(zhì)量順序、中微子混合角，研究超新星中微子、地球中微子、太陽中微子，尋找質(zhì)子衰變、惰性中微子等，將為宇宙起源、質(zhì)量起源和暗物質(zhì)、暗能量等基礎物理學前沿研究奠定重要基礎，并有望取得重大成果。
他說，國際上現(xiàn)有許多實驗試圖測量中微子絕對質(zhì)量，但精度還有相當距離。因此，江門中微子實驗擬在2030年前后升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔(beta)衰變實驗，以測量中微子絕對質(zhì)量，判斷其是否為馬約拉納粒子。這既將推動中國科學院高能所建設成為“國際一流高能物理研究中心”，也將使中國在中微子研究領域的國際領先地位得到進一步鞏固。
攻克難題：國際上前所未有
作為目前世界上最大、最靈敏的中微子探測項目，江門中微子實驗的核心探測設備為一個2萬噸的液體閃爍體(液閃)探測器，比當前國際最大液閃探測器大20倍；3%能量精度，比當前國際最好水平高1倍；極低放射性本底，與500噸探測器達到的國際最好水平相當……其建設需要解決高量子效率的新型光電倍增管研制、高性能液體閃爍體研制、超大型高精度探測器設計制造、超大跨度實驗洞室等一系列國際上前所未有的技術難題。
王貽芳表示，針對系列國際技術難題，江門中微子實驗團隊集智攻關，在新型光電倍增管及其水下防爆系統(tǒng)、液閃純化系統(tǒng)、水下電子學、有機玻璃球及不銹鋼網(wǎng)架、深埋地下洞室等領域?qū)崿F(xiàn)多項重要突破。
發(fā)明一種全新構型及電子放大方式的新型光電倍增管，具有國際最高光子探測效率，獲歐盟、美國、日本等專利授權，打破該領域國際壟斷；研制出高強度、高精度、高透光率光電倍增管水下防爆系統(tǒng)，并為每一支光電倍增管加裝保護裝置，確保實驗裝置安全。
研發(fā)出高潔凈度、高密封、高效率的液閃純化系統(tǒng)，成功獲得光傳輸衰減長度大于20米的液閃，是目前世界最好水平；采用水下電子學的創(chuàng)新設計，以民用器件實現(xiàn)航天級別的可靠性。
江門中微子實驗的核心探測設備——中心探測器位于地下實驗大廳內(nèi)44米深的水池中央，直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼是探測器的主支撐結構，承載35.4米直徑的有機玻璃球、2萬噸液體閃爍體、2萬只20英寸光電倍增管、2.5萬只3英寸光電倍增管等諸多探測器部件。其中，不銹鋼網(wǎng)架是目前中國最大的單體不銹鋼主結構；有機玻璃球凈重約600噸，是世界最大的單體有機玻璃球。
江門中微子實驗還建成中國最大跨度深埋地下洞室，地下實驗室布設于埋深730米的花崗巖巖株內(nèi)，相關施工屬于世界級的超常規(guī)地下工程。
國際合作：共同研發(fā)成果共享
中國科學院高能所副所長、江門中微子實驗項目常務副經(jīng)理曹俊研究員說，在大亞灣中微子實驗開展良好國際合作的基礎上，江門中微子實驗國際合作“又上一層樓”，取得很大發(fā)展，合作伙伴提供實物設備及經(jīng)費約占10%，參與科技人員也比大亞灣多很多。
自2014年7月成立江門中微子實驗國際合作組以來，目前已發(fā)展為17個國家和地區(qū)的74個研究機構的750位科研人員構成的大型國際合作組，其中，近300人來自歐洲，主要國家包括意大利、德國、法國等。
在實驗的國際合作組內(nèi)，經(jīng)費投入分擔，技術共同研發(fā)，科研成果共享。這一系列責權利明晰的管理舉措將國際合作組成員聚合在一起，為共同的科學目標努力。
曹俊還透露，江門中微子實驗建設過程和未來運行取得的所有成果，都將以國際合作組名義發(fā)表，所有參與合作的科學家都將共同署名。
中國科學院高能所主導研制完成的江門中微子實驗20英寸光電倍增管讀出電子學項目，也吸引中外多家大學及研究機構參與，包括清華大學、意大利帕多瓦大學、俄羅斯杜布納研究所、比利時布魯塞爾自由大學等。
江門中微子實驗項目副經(jīng)理和現(xiàn)場安裝經(jīng)理、中國科學院高能所研究員楊長根說，江門中微子實驗建設過程平均有近300人在現(xiàn)場工作，參與合作的國際同行則陸陸續(xù)續(xù)來現(xiàn)場負責開展各自的工作任務，基本上沒有斷過，即便疫情防控期間也都克服困難來現(xiàn)場工作。
王貽芳認為，江門中微子實驗建成后將成為國際中微子研究的中心之一，與日本的頂級神岡中微子實驗、美國的深部地下中微子實驗形成中微子研究三足鼎立之勢，這也將使中國在中微子研究領域的國際領先地位得到進一步鞏固。
他表示，2024年、2025年是江門中微子實驗建設的關鍵之年，中國科學院高能所項目團隊將全力以赴，高質(zhì)量完成建設任務，力爭產(chǎn)出一系列引領性的重大物理成果。(完)
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