我国重大科技基础设施江门中微子实验（JUNO）的建设进入收官阶段，11月20日，江门中微子实验探测器主体建成。这个位于广东江门的大科学装置建在地下700米，建成后将主要研究宇宙中的一种幽灵粒子——中微子。
什么是中微子？
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之一，携带着非常多重要的神秘信息。中微子是构成物质世界的基本粒子之一，在最微观的物质世界和最宏观的宇宙中起着重要作用，如果没有中微子，太阳不会发光，也不会有银河系、地球，以及人类。
自从奥地利科学家泡利在1930年提出中微子假说以来，中微子的研究已经走过了近百年历史。20世纪70年代，中微子中性流过程的实验发现成为粒子物理学史上的里程碑。在2000年前后，日本和加拿大的中微子实验装置首次观测到了大气和太阳中微子的振荡现象，这一突破为两国科学家赢得了2015年的诺贝尔物理学奖。
建在地下700米
江门中微子实验大科学装置是科研团队耗时多年，在广东江门地下700米深处建造的一个巨型实验室。地下700米是什么概念？中国科学院高能物理研究所高级工程师钱小辉表示，实验室的位置到其正上方的山顶有700米距离，如果把广州地标小蛮腰放进地下，塔尖离山体表面还有100米。
为什么要将探测、研究中微子的大科学装置建在700米地下呢？中国科学院高能物理研究所研究员衡月昆接受媒体采访时表示，中微子又被称为幽灵粒子，是指它极其难探测，因为它跟物质发生作用的概率特别低，物质很难阻挡它，其穿透能力特别强，所以探测难度特别大。
在日本和加拿大的中微子实验装置发现大气和太阳中微子的振荡现象之后，中国的大亚湾反应堆中微子实验于2012年首次揭示了中微子振荡的第三种模式。这一发现不仅完善了中微子振荡的理论框架，还为下一代实验在确定中微子质量顺序等方面指明了方向。
在这一背景下，江门中微子实验应运而生，其首要物理目标是通过探测反应堆核裂变产生的中微子能谱，确定中微子的质量顺序。根据中微子振荡理论，探测器在距离反应堆50公里附近的位置上具有最高的灵敏度。另一方面，来自宇宙的射线同样会被探测器观测到，干扰对中微子的探测。岩石能够有效屏蔽宇宙射线，因此探测器需要建在地下。700米的山体可以将宇宙射线的事件率降低近十万倍。
江门市金鸡镇的打石山距离具有高功率反应堆的台山和阳江核电站均为53公里，并且打石山的山体能够有效屏蔽宇宙射线，为实验提供理想环境。
江门中微子实验装置什么样
除了建在地下深处，外界还对这个能捕获中微子的大科学装置长什么样充满好奇。据报道，从上空俯瞰，江门中微子实验装置的主体就像一个泡在水中的西瓜，整个球体构成了世界上能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器。
核心探测设备位于地下700米的实验大厅内44米深的水池中央，它由直径41米的不锈钢网壳、直径35.4米的有机玻璃球，以及数万吨液体闪烁体、4.5万个光电倍增管等关键部件组成。专家表示，液体闪烁体是探测中微子的介质。当大量中微子穿过探测器时，会在探测器内发生反应，发出极其微弱的闪烁光，从而被光电倍增管探测到。
4.5万个光电倍增管相当于眼睛，密布在不锈钢网架内侧，面朝有机玻璃球，时刻盯紧玻璃球里面发出的光信号，将中微子被俘获时发出的光信号转换成电信号，并放大1000万倍，从而获取到其能量和方向信息。
科学意义
江门中微子实验的科学研究价值重大。它将进一步厘清中微子振荡的机理，帮助科学家了解中微子的质量顺序和质量层级。它将探测中微子与物质相互作用的性质，揭示中微子在宇宙演化中的作用。第三，它将为暗物质的直接探测提供有价值的线索。江门中微子实验还将对粒子物理学标准模型进行拓展，推动物理学的新发现。
江门中微子实验的建成和运行将为我国在粒子物理学和宇宙学领域实现重大突破，提升我国在国际上的科技影响力，并为人类探索宇宙奥秘做出重要贡献。
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