全球最大中微子探测器在地下深处启动

中微子是标准模型中最神秘的粒子之一。主要原因在于它们极难探测。尽管每秒有400万亿个太阳产生的中微子穿过人体，但它们极少与普通物质相互作用，这使得了解它们的任何信息都困难重重。

为解开中微子的奥秘，中国一个新的中微子探测器近期开始收集数据，希望在未来10年里每天能探测到40至60个中微子，从而为研究提供线索。

该探测器名为江门地下中微子天文台（JUNO），位于阳江和台山两座大型核电站之间。这两座核裂变电站除了太阳产生的中微子外，自身也会产生人造中微子，意味着该区域应该充斥着几乎不相互作用的粒子。

和大多数中微子探测器一样，JUNO位于地下700米处。地壳的物理厚度意在阻挡大多数其他粒子，如μ子，抵达探测器。在其他类似冰立方的装置中，这种方式效果良好。

即便如此，探测器本身还覆盖着一个名为“顶部追踪器”的额外探测器，它覆盖着一个直径44米的超纯水水池。其作用是探测任何可能一路抵达探测器的杂散粒子。虽然最终无法阻止它们，但能消除它们可能产生的数据干扰。

如果有粒子撞击到被43212个能探测单个光子的灵敏光电探测器环绕的球体内的“液体闪烁体”，就会产生数据干扰。

综合来自所有不同光电探测器的数据，研究人员能够梳理出中微子的一些物理特性，包括三种“类型”之间是否存在差异。

这三种中微子分别是电子中微子、μ子中微子和τ子中微子。它们各自的特性略有不同，并且能够在不同类型之间转换，用粒子物理学家的话来说就是“振荡”。

JUNO的主要目标之一是了解每种中微子的质量，但鉴于这个要求可能过高，研究人员至少希望了解质量的层级关系，即哪种最重，哪种最轻。另一个潜在的发现是不同类型中微子相互转换的频率，即它们的振荡频率。

了解中微子的运行机制，将为宇宙学、天体物理学和地质学等领域描绘更清晰的图景。在宇宙学中，中微子被认为与宇宙大爆炸早期的膨胀有关；在天体物理学中，它们有助于深入了解超新星；在地质学中，地球深处的放射性岩石会释放中微子。这也是科学家投入大量时间和精力研究其特性的部分原因。

JUNO是这一研究征程的下一步。该项目由74个研究所和700名个人合作完成，由中国科学院高能物理研究所牵头。

它预计至少运行10年，希望在这段时间内收集到足够的数据，进一步揭示这些神秘粒子的特性。如果成功，多个科学领域都将从中受益。