近日，中國科學(xué)院高能物理研究所傳來振奮人心的消息，標(biāo)志著江門中微子實驗（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。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驗室即將迎來其核心功能的實現(xiàn)。

江門中微子實驗，坐落于廣東江門地下700米的深處，是一個旨在探索宇宙奧秘的大科學(xué)裝置。其核心在于一個重達(dá)2萬噸的液體閃爍體探測器，被巧妙地安置在一個直徑44米、深藏于地下實驗大廳水池中央的位置。這個龐然大物不僅規(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，它堅強(qiáng)地支撐起一個直徑35.4米的有機(jī)玻璃球，以及球內(nèi)填充的兩萬噸液體閃爍體。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)成了探測中微子的“眼睛”。當(dāng)中微子被液體閃爍體“捕獲”時，會釋放出閃爍光，這些光信號隨后被光電倍增管捕捉并轉(zhuǎn)換為電信號，供科學(xué)家們進(jìn)行分析。

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

江門中微子實驗的設(shè)計不僅考慮了探測效率，還充分考慮了宇宙線和天然放射性對實驗結(jié)果的潛在干擾。為此，探測器被浸泡在一個圓柱形的水池中，這個水池同時充當(dāng)了水契倫科夫探測器和屏蔽體的角色。水池頂部安裝了約1000平方米的宇宙線徑跡探測器，與水契倫科夫探測器協(xié)同工作，有效降低了宇宙線對中微子探測的影響。同時，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)生的大量次級粒子。

據(jù)公告透露，整個液體灌注工作預(yù)計將于2025年8月完成，屆時江門中微子實驗將正式投入運(yùn)行并開始取數(shù)。這一實驗以測量中微子質(zhì)量順序為首要科學(xué)目標(biāo)，同時還將開展多項重大前沿研究。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，對中微子的研究不僅對于認(rèn)識宇宙和物質(zhì)世界具有重大意義，更是國際基礎(chǔ)科學(xué)研究的最前沿領(lǐng)域之一。

江門中微子實驗的建成和運(yùn)行，將進(jìn)一步提升我國在中微子研究領(lǐng)域的國際地位。與日本的神岡中微子實驗和美國的深部地下中微子實驗相比，江門中微子實驗將形成鼎足之勢，共同推動全球中微子研究的發(fā)展。這一成就不僅彰顯了我國科研團(tuán)隊的實力和智慧，更為人類探索宇宙奧秘貢獻(xiàn)了中國力量。