国之重器：地下700米江门中微子实验装置（JUNO）

预见未来、创造未来，整理院内（BIAD）资料，众多的工程列表中，又发现了一个并不起眼的超级项目——地下700米江门中微子实验装置（JUNO），这将使中国成为世界中微子研究的中心之一。

灾难大片《2012》中，大量来自太阳的神秘粒子—中微子发生了变异，从内部加热地球，引发火山和海啸，使城市沉入大海。

中微子是什么？它真的会毁灭地球吗？

中微子是宇宙中最基本的粒子之一，它的最大特点就是几乎不与任何物质反应。不管是人体还是地球，在它看来，都是极为空旷、可以自由穿梭的空间。我们感觉不到它的存在，科学上探测也极为困难。1930年，奥地利科学家泡利为了解释原子核衰变中能量似乎不守恒的困难，预言了中微子的存在，认为就是这种“永远找不到的粒子”偷偷带走了能量。经过整整26年的寻找，美国科学家科万和雷因斯终于在核反应堆旁探测到中微子，证明了它的存在。雷因斯因此获得了1995年的诺贝尔物理学奖。

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中微子存在于自然界的每个角落，是组成物质世界的最基本的粒子之一。因为中微子不带电荷、质量极其微小，几乎不与物质发生任何反应，因此尽管每时每刻都有数以万亿计的中微子穿过我们的身体，但我们却感觉不到它们的存在。

科学就是要探寻未知。当有科学家在上个世纪30年代预言存在中微子这个宇宙“隐身人”之后，全世界的科学家就开始为它“竞折腰”了。1956年，美国莱因斯和柯万在实验中首次直接观测到中微子；1962年，莱德曼、施瓦茨和斯坦博格用加速器发现第二种中微子；1998年，日本超级神冈实验以确凿证据发现中微子振荡现象；2013年11月科学家首次捕捉到银河系外的超高能中微子……

我国对中微子的研究，随着大亚湾中微子实验项目在2011年建成投入运行，在国际上占据了越来越重要的地位。2012年，大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。该发现对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用，被美国《科学》杂志评为当年的十大科技突破。

建设中的地下700米江门中微子实验装置（JUNO）

建设中的江门中微子实验装置，预计2020年建成运行。为了尽可能多地捕获从核电站飞来的中微子，中国科学家计划制造一个12层楼高的空心有机玻璃球，球内灌有2万吨能跟中微子反应的液体闪烁体。玻璃球将被放置在一个直径40多米、容积5万立方米的水池里。

JUNO实验需要一层透明的介质，把闪烁的液体和水分开。高能物理所考虑了气球和有机玻璃球方案后，最终选择后者。造如此大球，且能扛住内外液体13%的压力差。

目前JUNO装置已进入建设阶段。有机玻璃球等实验装置将放在直径50米、高70米的地下洞室里，这将是国内跨度和土石方量最大的地下洞室。中微子装置建在地下700米的花岗岩山体深处，是为了尽量屏蔽宇宙射线的干扰。

该实验站将建在地下700米深处，计划2020年投入运行并开始物理取数，运行至少20年。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。这一装置是利用反应堆中微子振荡确定中微子质量顺序，对于人类了解物质微观的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。

发布于：北京