捉到幽灵了!中国地下700米神器,把宇宙最深秘密扒了个精光
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- 来源:越西县融媒体中心
59天创纪录:中国团队率先交出中微子答卷
2026年7月3日,江门中微子实验(JUNO)团队向全球公布了首批物理成果。仅运行59天,他们便以有史以来最高精度测量了中微子振荡的关键参数。这一消息于7月2日发表在《自然》杂志上,引发国际粒子物理学界震动。来自中国科学院高能物理研究所的团队表示,这是中国在基础科学领域取得的又一重大突破。
幽灵粒子如何被抓住
每秒有数万亿个中微子穿过人体和地球,却几乎不与任何物质发生作用。JUNO团队利用2万吨液体闪烁体探测器,捕捉反电子中微子与质子碰撞产生的两次闪烁信号。第一次来自正电子湮灭,第二次来自中子被俘获后释放的光子。这种“双闪”识别技术,让科学家在极低概率事件中锁定了幽灵粒子的踪迹。
振荡之谜:中微子有三种分身
物理学家发现中微子有三种“味”:电子中微子、缪中微子和陶中微子,且会在飞行中相互转换。从核反应堆出发的电子中微子,在53公里路程中会变成其他味,再变回来。实际上,每一味都是由三种质量本征态叠加而成,不同质量的“分身”步调不一致,产生相位差,导致味发生周期性变化。
波纹中的物理:两个关键参数
JUNO团队统计了不同能量的反电子中微子到达探测器的数量,绘制出能谱图。由于振荡现象,谱线上出现周期性波纹:波谷对应变回原味的概率最低,波峰则相反。团队精确测量了波纹形状,将控制振荡幅度和周期的两个参数——混合角和质量平方之差——的精度提升了1.6倍。这超越了此前全球所有实验的综合结果。
大波纹与小涟漪:质量顺序藏在哪
振荡波纹分两层:1号和2号分身主导的长波大波纹,以及3号与1号或2号干涉形成的短波小涟漪。质量顺序的答案就隐藏在小涟漪的相位偏移中。团队先精确测定大波纹,再利用大亚湾实验的数据,更精准地确定了1号与2号的混合角和质量平方差。JUNO探测器性能完美达到设计预期。
下一站:宇宙终极谜题
JUNO不仅研究振荡,还将捕捉超新星中微子,比光芒提前数小时预警恒星死亡。它也能探测太阳和地球内部的中微子,帮助地质学家分析放射性元素分布。甚至可能发现惰性中微子等超越标准模型的新现象。2012年,大亚湾实验精确测定了混合角,被评为年度十大科技突破。如今,JUNO正把人类向质量顺序的终极答案推得越来越近。
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