位于700米地下中微子实验探测装置建设中

  由中科院和广东省共同建设的大科学装置中微子实验探测装置，位于广东省江门开平市，该装置以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要科学目标，并进行其他多项科学前沿研究。地下探测器目前已完成不锈钢网架安装，预计2024年建成运行，届时将成为国际中微子研究的中心之一。

位于地下700米的江门中微子实验探测器呈现巨大的球形结构。 

  2023年6月，江门中微子实验装置的土建工程已经基本完成，探测器的建设也已经完成了过半，预计今年年底能完工。明年将开始灌装液体的工作并运行取数，有望在全球率先测得关键数据。

工作人员在江门中微子实验探测器的不锈钢结构上进行安装作业。

  江门中微子实验室建在地下700米，总投资20亿元，是世界上最先进的中微子实验室，实验建造的中微子探测器将是世界上能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器。

位于地下700米的江门中微子实验探测器呈现巨大的球形结构（无人机照片）。

工作人员在江门中微子实验探测器内部的安装工作平台上调试设备。

位于地下700米的江门中微子实验探测器呈现巨大的球形结构。

  据了解，江门中微子实验装置由中心探测器、反符合探测器、水池等部分组成。待实验装置建成后，中心探测器的有机玻璃球内部将加满2万吨液体闪烁体（以下简称“液闪”），其洁净度要求极高，2万吨液闪中最多允许有0.008克灰尘总量，而外部将布满3.5万吨高纯水。

工作人员在江门中微子实验探测器的不锈钢结构上进行安装作业（无人机照片）。

工作人员在江门中微子实验探测器的不锈钢结构上进行安装作业。

  中微子是构成物质世界最基本粒子中的一种，主要诞生于粒子物理或核物理过程。“中微子就好比研究天体和地球内部的探针，对于粒子物理、天体物理、宇宙学等学科研究具有重要作用。”江门中微子实验室相关负责人表示。而中微子能以接近光速的速度运动，只参与非常微弱的弱相互作用，且具有极强的穿透性。因此，中微子的数量虽然非常多，却极难捕获。研究中微子，对装置的位置、技术和建设水平等有着很高的要求。

工作人员在江门中微子实验探测器的不锈钢结构上进行安装作业。

  江门中微子实验攻克了众多技术挑战，如成功研制拥有完全自主知识产权、达到国际先进水平的大尺寸微通道板型光电倍增管；顺利完成高性能液闪的中试研究；完成35.4米直径有机玻璃球、40.1米直径不锈钢网架等探测器关键部件的设计和研制，并实现了批量生产。

工作人员在江门中微子实验地下大厅内布线。

工作人员在江门中微子实验地下大厅内布线。

  江门中微子实验装置设计、建设等多个领域处于世界领先水平，将为世界探索前沿科学问题、攻克关键核心技术提供强有力的研究平台。江门中微子实验室建成后，将提升江门市区域创新综合能力，优化珠江口东西两岸科创格局，提升珠三角创新引擎能级。

位于地下700米的江门中微子实验探测器呈现巨大的球形结构。

江门中微子实验探测器内部的安装工作平台。

小知识：

  中微子

  是轻子的一种，是组成自然界的最基本的粒子之一，常用符号ν表示。中微子不带电，自旋为1/2，质量非常轻(有的小于电子的百万分之一)，以接近光速（约30万千米/秒）运动。

  中微子个头小，不带电，可自由穿过地球，与其他物质的相互作用十分微弱，号称宇宙间的“隐身人”。科学界从预言它的存在到发现它，用了20多年的时间。

  2013年11月23日，科学家首次捕捉高能中微子，被称为宇宙“隐身人”。他们利用埋在南极冰下的粒子探测器，首次捕捉到源自太阳系外的高能中微子。

  相关研究

  为了研究中微子的性质，各国建造了大量探测设施，比较著名的有日本神冈町的地下中微子探测装置、意大利的“宏观”、俄罗斯在贝加尔湖建造的水下中微子探测设施以及美国在南极地区建造的中微子观测装置。

  1994年，美国威斯康星大学和加利福尼亚大学的科学家在南极冰原以下800米深处安装辐射探测器，以观测来自宇宙射线中的中微子。使用南极冰原作为探测器的安置场所，是因为冰不产生自然辐射，不会对探测效果产生影响。此外，把探测器埋到深处，是为了过滤掉宇宙中除了中微子之外的其他辐射。 

  应用

  其中可能的应用之一就是中微子通讯。由于地球是球面，加上表面建筑物、地形的遮挡，电磁波长距离传送要通过通讯卫星和地面站。而中微子可以直透地球，它在穿过地球时损耗很小，用高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减千分之一，因此从南美洲可以使用中微子束穿过地球直接传至北京。将中微子束加以调制，就可以使其包含有用信息，在地球上任意两点进行通讯联系，无需昂贵而复杂的卫星或微波站。

  应用之二是中微子地球断层扫描，即地层CT。中微子与物质相互作用截面随中微子能量的提高而增加，用高能加速器产生能量为一万亿电子伏以上的中微子束定向照射地层，与地层物质作用可以产生局部小“地震”，类似于地震法勘探，可对深层地层进行勘探，将地层一层一层地扫描。

  研究方向

  从19世纪末物理学的三大发现（X射线、放射性、电子）至今，已经过去了100年。在这一个世纪，科学技术飞速发展，人类对自然有了进一步的认识。但是仍有许多自然之谜等着人们去解决。其中牵动全局的问题是粒子物理的标准模型能否突破?如何突破?中微子正是有希望的突破口之一。

  中微子是一门与粒子物理、核物理以及天体物理的基本问题息息相关的新兴分支科学，人类已经认识了中微子的许多性质及运动、变化规律，但是仍有许多谜团尚未解开。中微子的质量问题到底是怎么回事?中微子有没有磁矩?有没有右旋的中微子与左旋的反中微子?有没有重中微子?太阳中微子的强度有没有周期性变化?宇宙背景中微子怎样探测？它在暗物质中占什么地位?恒星内部、银河系核心、超新星爆发过程、类星体、极远处和极早期宇宙有什么奥秘？这些谜点正是将微观世界与宇观世界联系起来的重要环节。对中微子的研究不仅在高能物理和天体物理中具有重要意义，在我们的日常生活中也有现实意义。人类认识客观世界的目的是为了更自觉地改造世界。我们应充分利用在研究中微子物理的过程中发展起来的实验技术和中间成果，使其转化成生产力造福人类，而中微子本身也有可能在21世纪得到应用。