上海交大团队助力江门中微子实验首个物理成果发布

上海交通大学JUNO团队

2025年11月19日，江门中微子实验（JUNO）的首个物理成果发布。该成果通过对今年8月26日至11月2日共59天有效数据的分析，JUNO合作组测量了被称为“太阳中微子振荡参数”的混合角12及其质量平方差，精度超过此前所有实验联合精度的1.6倍。这标志着JUNO实验这一国际瞩目的科学工程进入了新的研究阶段。当天上午，上海交通大学物理与天文学院围绕JUNO的首个物理成果，举办了一场特别的学术报告会，报告会由JUNO合作组成员、交大孟月教授和黄俊挺教授主讲，吸引众多师生关注。

中国领衔建成世界超高精度中微子实验装置

经过国际合作组十余年的设计和建设，JUNO成为国际上首个建成的新一代超大规模、超高精度的中微子实验装置。JUNO在运行期间首批获取的数据显示，其探测器关键性能指标全面达到或超越设计预期，表明JUNO已准备好开展中微子物理前沿研究。该探测器性能分析文章已提交《中国物理C》，并于11月18日在预印本网站arXiv上发布。

这两个振荡参数最初是通过太阳中微子所测定，但也可以通过反应堆中微子精确测定。此前这两种方法对质量平方差的测量结果有大约1.5倍标准偏差的不一致，被称为“太阳中微子偏差”，暗示着可能有新物理。此次江门中微子实验通过反应堆中微子证实了这个偏差。未来，仅由JUNO实验就能通过同时测量太阳中微子和反应堆中微子来证实或证伪该偏差。相关论文已于11月18日提交期刊并在预印本网站arXiv发布。

江门中微子实验项目经理和发言人中国科学院高能物理研究所的王贻芳院士表示，“江门中微子实验能够在仅2个月的时间内完成如此高精度的测量，表明JUNO探测器的性能完全符合设计预期。其前所未有的测量精度使我们可以很快确定中微子质量顺序，检验3种中微子振荡的框架，寻找超出此框架的新物理”。

JUNO是我国主导的重大国际合作项目，成员涵盖来自17个国家和地区、75个科研机构的700多名研究人员。实验由中国科学院高能物理研究所于2008年提出构想，2013年得到中国科学院战略性先导科技专项（A类）及广东省人民政府的支持，2014年得到国际合作组多个国家的批准和经费支持，2015年启动隧道和地下实验室建设。2021年12月完成实验室建设并开始探测器安装，2024年12月探测器完成建设并开始灌注超纯水与液体闪烁体。2025年8月26日完成液体闪烁体灌注并正式运行取数。

JUNO研发团队历经多年攻关，在高探测效率光电倍增管、超高透明度液体闪烁体、超低本底材料和精密刻度系统等核心领域实现重大突破。JUNO的核心探测器为有效质量达2万吨的液体闪烁体探测器，安置于地下实验大厅44米深的水池中央。直径41.1米的不锈钢网壳作为主支撑结构，承载了包括35.4米直径的有机玻璃球、两万吨液体闪烁体、两万只20英寸光电倍增管、两万五千只3英寸光电倍增管以及前端电子学、电缆、防磁线圈和隔光板等众多关键部件，共同构建起超高灵敏度的中微子探测系统。

凭借其超高探测灵敏度，JUNO除了聚焦中微子质量顺序这一核心目标，还将精确测量中微子振荡参数，开展对太阳、超新星、大气及地球中微子的研究，并寻找超出粒子物理标准模型的新物理。JUNO的设计使用寿命为30年，可升级改造为世界最灵敏的无中微子双贝塔衰变实验，以检验中微子是否为自身的反粒子，并探测中微子的绝对质量。

从硬件到分析“全链条”支撑，持续推进中微子研究

上海交通大学于2013年作为初始单位之一参加了JUNO实验，是合作组的重要成员单位之一。上海交大团队由刘江来、孟月、徐东莲和黄俊挺教授等共20多名正式成员组成，在多项关键环节发挥了重要作用，包括关键子系统的研发、调试与验证，及实验早期数据分析。

刘江来教授负责了实验刻度策略的制定。孟月教授负责高精度刻度系统的研制与大规模测试，为探测器能量与时间刻度的准确性提供重要保障。黄俊挺教授作为合作组三个独立分析组之一的负责人，带领团队完成了从事例重建、刻度建模、本底分析到振荡参数提取的全链路分析任务。徐东莲教授负责研制多信使触发系统，实现低阈值数据获取，提升了JUNO对稀有信号的灵敏度。多名博士后、博士生在实验建设和分析中发挥了中坚力量。

2025年2月上海交通大学刻度团队成功完成刻度系统的现场安装

2025年8月25日上海交大博士后惠加琪（右一）、博士生李瑞（左一），博士生张平（中间）在正式物理取数前进行全面刻度。

在19日的交大学术报告会上，孟月介绍了JUNO 合作组在硬件方面的整体建设进展，系统总结了实现探测器设计性能相关的中心探测器、反符合系统、刻度系统、光电探测系统及多个支撑子系统的研发、安装与调试情况。随后，黄俊挺教授介绍了与JUNO首次物理结果相关的数据分析工作，涵盖从事例重建、刻度与能量响应建模、本底分析，到中微子振荡参数提取的完整流程，并重点介绍交大团队在合作组协同分析中的重要贡献。

“理解中微子的基本性质可以帮助我们揭开宇宙的奥秘。我们团队在过去十多年里长期专注于中微子研究，形成了一个紧密的实验研究团队，从多个方面为JUNO实验贡献力量。”刘江来表示，“JUNO作为我国发起的大型国际合作实验的典范，汇聚了全世界多个国家科学家的智慧，共同推动中微子科学研究的发展。同时，我们也期待由上海交大牵头的PandaX实验和海铃中微子望远镜与JUNO实验相辅相成，在中微子领域持续取得进展和突破。”