近日，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所傳來(lái)振奮人心的消息，標(biāo)志著江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）的建設(shè)進(jìn)入了最為關(guān)鍵的階段——液體灌注工作正式啟動(dòng)。這一里程碑式的進(jìn)展意味著，歷經(jīng)數(shù)年精心籌備與建造的巨型實(shí)驗(yàn)室即將迎來(lái)其核心功能的實(shí)現(xiàn)。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)，坐落于廣東江門(mén)地下700米的深處，是一個(gè)旨在探索宇宙奧秘的大科學(xué)裝置。其核心在于一個(gè)重達(dá)2萬(wàn)噸的液體閃爍體探測(cè)器，被巧妙地安置在一個(gè)直徑44米、深藏于地下實(shí)驗(yàn)大廳水池中央的位置。這個(gè)龐然大物不僅規(guī)模宏大，更蘊(yùn)含著前沿科技的精髓。

探測(cè)器的主體結(jié)構(gòu)由直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼構(gòu)成，它堅(jiān)強(qiáng)地支撐起一個(gè)直徑35.4米的有機(jī)玻璃球，以及球內(nèi)填充的兩萬(wàn)噸液體閃爍體。還有多達(dá)45000只光電倍增管分布其上，這些精密的設(shè)備共同構(gòu)成了探測(cè)中微子的“眼睛”。當(dāng)中微子被液體閃爍體“捕獲”時(shí)，會(huì)釋放出閃爍光，這些光信號(hào)隨后被光電倍增管捕捉并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，供科學(xué)家們進(jìn)行分析。

為了確保探測(cè)器的性能達(dá)到最佳，灌注工作采用了經(jīng)過(guò)超純水系統(tǒng)層層過(guò)濾的超純水。這些超純水以每小時(shí)100噸的流量緩緩注入探測(cè)器水池內(nèi)，首先填滿有機(jī)玻璃球內(nèi)外的空間。在接下來(lái)的兩個(gè)月里，這一步驟將持續(xù)進(jìn)行。隨后，再用六個(gè)月的時(shí)間，將有機(jī)玻璃球內(nèi)部的超純水逐步置換為液體閃爍體。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不僅考慮了探測(cè)效率，還充分考慮了宇宙線和天然放射性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的潛在干擾。為此，探測(cè)器被浸泡在一個(gè)圓柱形的水池中，這個(gè)水池同時(shí)充當(dāng)了水契倫科夫探測(cè)器和屏蔽體的角色。水池頂部安裝了約1000平方米的宇宙線徑跡探測(cè)器，與水契倫科夫探測(cè)器協(xié)同工作，有效降低了宇宙線對(duì)中微子探測(cè)的影響。同時(shí)，水池中的水還能有效屏蔽巖石的天然放射性及宇宙線在附近巖石中產(chǎn)生的大量次級(jí)粒子。

據(jù)公告透露，整個(gè)液體灌注工作預(yù)計(jì)將于2025年8月完成，屆時(shí)江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將正式投入運(yùn)行并開(kāi)始取數(shù)。這一實(shí)驗(yàn)以測(cè)量中微子質(zhì)量順序?yàn)槭滓茖W(xué)目標(biāo)，同時(shí)還將開(kāi)展多項(xiàng)重大前沿研究。中微子作為宇宙形成之初就存在的最基本粒子之一，攜帶著大量關(guān)于宇宙起源和演化的神秘信息。因此，對(duì)中微子的研究不僅對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙和物質(zhì)世界具有重大意義，更是國(guó)際基礎(chǔ)科學(xué)研究的最前沿領(lǐng)域之一。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的建成和運(yùn)行，將進(jìn)一步提升我國(guó)在中微子研究領(lǐng)域的國(guó)際地位。與日本的神岡中微子實(shí)驗(yàn)和美國(guó)的深部地下中微子實(shí)驗(yàn)相比，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將形成鼎足之勢(shì)，共同推動(dòng)全球中微子研究的發(fā)展。這一成就不僅彰顯了我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的實(shí)力和智慧，更為人類(lèi)探索宇宙奧秘貢獻(xiàn)了中國(guó)力量。