世界最大！大湾区这个探寻宇宙之初的玻璃球，全部建成！

作者 李传福 史湘绮

2024年10月11日，在广东江门，一项世界级的科学工程——江门中微子实验（JUNO），已经进入了建设的收官阶段。这个位于地下700米深处的实验装置，以其核心探测器——世界最大的单体有机玻璃球，吸引了全球的目光。这个巨大的“玻璃球”不仅是工程技术的杰作，更是人类探寻宇宙奥秘的希望之光。

江门中微子实验的核心科学目标是测量中微子质量顺序，这是粒子物理学中一个关键的未解之谜。中微子是宇宙中最基本的粒子之一，它们几乎不与任何物质相互作用，因此也被称为“幽灵粒子”。尽管如此，中微子在宇宙的演化、恒星的形成以及超新星爆发等过程中扮演着至关重要的角色。通过精确测量中微子的质量顺序，科学家们希望能够解开宇宙中物质与反物质不对称性的秘密，这对于我们理解宇宙的起源和结构具有重大意义。

江门中微子实验的探测器由一个直径41米的不锈钢网壳、一个直径35.4米的有机玻璃球、2万吨液体闪烁体和45000只光电倍增管等关键部件组成。这个巨大的有机玻璃球内径35.4米，由263块12厘米厚的烘弯球面板和上下烟囱粘接而成，净重约600吨，是目前世界上最大的单体有机玻璃球。它的建成标志着江门中微子实验在技术上取得了重大突破，也展示了中国在高能物理领域的研发和创新能力。

江门中微子实验的建设过程中，科研团队攻克了多项技术难题，包括成功研制出具有自主知识产权的国际最高光子探测效率的光电倍增管，打破了该领域的国际垄断，并获得了欧盟、美国、日本等的专利授权。此外，还研制出了高强度、高精度、高透光率光电倍增管水下防爆系统，研发了高洁净度、高密封、高效率的液体闪烁体纯化系统，以及采用水下电子学的创新设计，以民用器件实现了航天级别的可靠性。

江门中微子实验的国际合作也达到了新的高度。自2014年7月成立国际合作组以来，目前已发展为17个国家和地区的74个研究机构的750位科研人员构成的大型国际合作组。这种国际合作模式不仅促进了科研资源的共享，也为全球科学家提供了一个共同探索宇宙奥秘的平台。

随着江门中微子实验的建成和运行，预计在2025年8月，这个大科学装置将正式开始取数，预计运行约30年。它的成功运行将使中国在中微子研究领域的国际领先地位得到进一步巩固，并与日本的顶级神冈中微子实验和美国的深部地下中微子实验形成鼎足之势，共同推动全球中微子研究的深入发展。

江门中微子实验不仅是中国科技实力的展示，更是人类对宇宙起源和基本物理规律探索的一次伟大尝试。随着这个巨大“玻璃球”的建成，我们有理由相信，在未来的科学探索中，它将为我们揭开更多宇宙的奥秘。