中微子是“阿飘”？它来自哪里？为什么要寻找它？

中国科学院消息，位于地下700米的广东江门中微子实验（JUNO）的中心探测器内部，世界最大的单体有机玻璃球已经全部建成，进入建设的收官阶段。

江门中微子实验地面设施

　　网友则戏称，“鬼终于有了一个高大上的名字了---中微子。如果在地下700米处发现了中微子，翻译过来就是去地府抓了个鬼。”

　　为什么大家这么说呢？

　　我国道教有个说法，人死为鬼，鬼死为聻，聻死为希，希死为夷，夷死为微，微死无形。难怪网友们戏称，中微子就是“阿飘”。

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　　江门中微子实验装置为什么要建这么深?

　　由于地面上有很强的宇宙射线，会干扰对中微子的探测。700米的山体和岩层就相当于过滤器，可将宇宙射线的强度大幅降低，让我们得到纯净的中微子信号。

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　　中微子到底是什么呢？

　　在粒子物理学中，科学家一致认为，构成物质世界最基本的粒子有12种，包括6种夸克(上、下、奇异、粲、底、顶)，3种带电轻子(电子、缪子和陶子)和3种中微子(电子中微子、缪中微子和陶中微子)。

　　中微子不带电，质量非常轻，小于电子的百万分之一，以接近光速运动，不过光在星际传播过程中，由于引力或者星际尘埃会转弯，而中微子不会。中微子几乎不与任何物质发生反应，只参与非常微弱的弱相互作用。

　　中微子还有一个非常重要的特性，那就是具有极强的穿透力。打个比方，我们的地球直径约为12700多公里，而中微子可以毫无阻挡的穿过地球，不会受海水和地层的阻挡，也无法干扰、拦截和破解，因此中微子的检测非常困难。在所有基本粒子中，人们对中微子了解最少，所以中微子又被称为“幽灵粒子”。

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　　中微子是怎么产生的呢？

　　大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生，例如核反应堆发电（核裂变）、太阳发光（核聚变）、天然放射性（贝塔衰变）、超新星爆发、宇宙射线等等。

　　超新星爆发时，会产生巨大的能量，而中微子会带走超新星爆发出的99%的能量。

　　我们的宇宙产生于一次大爆炸。部分科学家认为，宇宙在大爆炸之初，同时产生了物质世界和反物质世界。那么，在宇宙的起源和演化过程中，曾经存在过反物质世界去哪儿了？

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　　为什么寻找中微子？

　　我们的宇宙中充斥着大量的中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留，大约为每立方厘米300个。科学家普遍认为，广泛存在于物质世界中的中微子，就包含了反物质世界的重大信息。

　　其实，我们地球本身也会发出中微子，而这些中微子的构成与我们现在看不到的结构有关系。

　　中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子，携带着非常多重要的神秘信息，研究中微子对于认识宇宙和我们现存的世界物质都具有非常重要的意义，也是国际最前沿的基础科学。

　　江门中微子实验2013年立项，2015年开工建设地下实验硐室，2021年底，地下硐室交付使用并开始探测器安装。目前，江门中微子实验中心探测器最内层的有机玻璃球已合拢，外层的不锈钢网架和光电倍增管也在有序合拢中，预计11月底完成全部安装任务，并启动超纯水、液体闪烁体的灌装，2025年8月正式运行取数，预计运行约30年。

　　作为我国大科学工程建设在粤港澳大湾区的重大布局，江门中微子实验以测量中微子质量顺序为首要科学目标，同时也将深入研究大气中微子、太阳中微子、地球中微子、超新星中微子等。

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　　江门中微子实验装置什么样？

　　江门中微子实验有机玻璃球内径35.4米，大约有12层楼高。由263块12厘米厚的烘弯球面板和上下烟囱粘接而成，有机玻璃净重约600吨，是世界最大的单体有机玻璃球。

国之重器：地下700米江门中微子实验装置

　　有机玻璃球作为探测中微子的靶物质液闪的容器，将承载20000吨液闪，同时整个球体置于纯水中运行，运行中需要长期承受约3000吨的浮力，该受力通过有机玻璃节点、连接杆和不锈钢节点传递到不锈钢网壳主结构上，在连接杆上装有传感器进行受力监测。特殊设计的不锈钢结构预埋入有机玻璃中作为有机玻璃节点，经过反复设计优化和上百次试验最终获得超高承载能力，并且部分不锈钢节点采用碟簧设计方案、有效改善了有机玻璃节点的受力分布。

　　江门中微子实验建成后将成为国际中微子研究的中心之一，与日本的神冈中微子实验和美国的深部地下中微子实验，形成中微子研究的鼎足之势。