中微子是什麼？科普來啦

（香港文匯網記者 劉凝哲）什麼是中微子？科普來了！構成物質世界最基本的粒子有12種，包括6種夸克（上、下、奇異、粲、頂、底），3種帶電輕子（電子、繆子、陶子）和3種中微子（電子中微子、繆中微子、陶中微子）。中微子不帶電，質量非常輕（小於電子的百萬分之一），以接近光速運動。中微子只參與非常微弱的弱相互作用，具有極強的穿透力，可輕鬆穿過地球或者太陽，因此中微子的檢測非常困難。在所有基本粒子中，人們對中微子了解最少。實際上，大多數粒子物理和核物理過程都伴隨着中微子的產生，例如核反應堆發電（核裂變）、太陽發光（核聚變）、天然放射性（貝塔衰變）、超新星爆發、宇宙線等等。宇宙中充斥着大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米300個。

什麼是中微子振蕩？

1998年日本超級神岡實驗和2001年加拿大SNO實驗證明了中微子存在振蕩現象，即一種中微子在飛行過程中能自發轉變為另一種中微子。中微子振蕩間接證明了中微子具有微小的質量，對粒子物理、天體物理與宇宙學具有重大影響，被授予2015年諾貝爾獎。大亞灣實驗在這一世界前沿熱點領域取得重大成果，發現了中微子第三種振蕩模式，打開了理解反物質消失之謎的大門，被《Science》評選為2012年度十大科學突破之一，獲得基礎物理學突破獎和國家自然科學一等獎。

中微子研究的熱點是什麼？

中微子有大量謎團尚未解開，包括它的質量大小和起源、質量順序、電荷字稱破壞的大小等等。同時，對它的研究遠遠超出了粒子物理的範疇，是粒子物理、天體物理、宇宙學、地球科學的交叉與熱點。

中國的中微子研究進程是什麼？

在大亞灣中微子實驗成功發現中微子的第三種振蕩模式後，中微子研究的下一個目標是測量中微子質量順序。物理靈敏度分析表明，允許的實驗站範圍在距反應堆50至55公里，寬為200米的區域內。通過詳細的地質勘測，選址於廣東省江門市開平市距廣東陽江和台山反應堆群約53公里。2013年初，中國科學院以戰略性先導科技專項（A類）予以立項，正式拉開了建設江門中微子實驗的序幕。

JUNO的物理目標是什麼？

JUNO的首要物理目標是利用反應堆中微子振蕩確定中微子質量順序。同時，可以精確測量中微子6個振蕩參數中的3個，進行超新星中微子、地球中微子、太陽中微子、大氣中微子、惰性中微子、質子衰變等多項國際領先的交叉前沿研究。

JUNO的實驗意義是什麼？

中微子的質量順序在宇宙演化、太陽及超新星中微子的產生與傳播、各種長基線中微子振蕩等方面有重要影響。精確測量中微子振蕩參數，使檢驗中微子混合矩陣的麽正性、發現新物理成為可能，對中微子物理的未來發展具有重要意義。中微子是研究天體和地球內部的探針，將在檢驗超新星爆發機制、驗證地球物理模型、研究太陽物理等方面發揮關鍵作用。