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就在你读这行字的一秒钟里,大约有上万亿个中微子穿过了你的身体。它们从天上来,从地

就在你读这行字的一秒钟里,大约有上万亿个中微子穿过了你的身体。它们从天上来,从地底来,从左边的墙穿进来,再从右边穿出去,全程不留一点痕迹。

你毫无感觉。从你出生那天起,这件事一秒都没停过。

中微子大概是宇宙里最孤僻的粒子。它几乎没有质量,不带电,和构成你我的原子几乎零来往,穿过整个地球就像穿过一层空气。如果让一束中微子穿过一整块铅板,它大概要走一光年那么厚,才有五成概率被挡住一次。它们的岁数还大得吓人,有一批从宇宙大爆炸时就开始飞,一直飞到今天。物理学家拿它没办法,只好先给它起了个外号:幽灵粒子。

要抓幽灵,得先解决一个矛盾:一个跟谁都不打交道的粒子,你拿什么去碰它?

中国科学家的办法是下笨功夫。在广东江门开平,一座山的地下700米深处,埋着一个巨大的球形探测器,这就是江门中微子实验(JUNO)。埋这么深是为了躲噪音:地表每时每刻都被宇宙射线轰炸,各种粒子信号乱成一锅粥,700米厚的岩石能把这些杂音挡在外面。中微子无所谓,反正什么都挡不住它。

选址也有讲究。探测器附近有两座核电站,反应堆发电时会顺带喷出海量的反中微子。反中微子是中微子的反物质版本,同样神出鬼没,科学家可以通过研究反中微子的行为来理解中微子的工作机制。守着核电站,等于守着一个稳定的幽灵喷泉。

接下来就是等。绝大多数反中微子径直穿过探测器,仿佛它根本不存在。但偶尔,极其偶尔,会有一个撞上探测器里的粒子,迸出一道微弱的闪光。这台机器要做的,就是在地下的黑暗里盯住每一道闪光。

2025年8月,JUNO开始正式取数。只攒了两个月的数据,第一批成果就出来了,本周发表在《自然》杂志上。

成果的核心,是把中微子的一个怪癖量到了新高度。中微子分三种类型,物理学家管它们叫三种“味”。

怪就怪在,一个中微子飞着飞着会变味:从反应堆出发时是一种,飞出一段距离再测,可能就成了另一种。这种空中变身叫中微子振荡。JUNO用两个月的数据,就把描述这种变身的几个关键参数,测到了迄今最精确的水平之列。

这批结果相当于一次开机验收。JUNO真正想回答的问题要大得多:三种中微子,到底谁最重?

目前已知的是,三种中微子里有两种质量彼此接近,第三种是个异类。可没人知道这个异类是最重的那个,还是最轻的那个。排序不同,物理学家对中微子质量来源的理论解释也会随之调整,并可能影响到若干宇宙学问题的分析方向。

两个月的数据还给不出答案。但这批结果证明了一件事:这台机器的状态达到了设计预期,未来有能力分辨不同质量排序之间那点细微的差别。网已经织好,剩下的就是攒数据。

竞争者也在路上。日本的顶级神冈探测器(Hyper-Kamiokande)和美国的深层地下中微子实验(DUNE)预计在未来十年内先后开始取数,用不同的技术路线测同样的问题,几家可以互相验证。

在那之前,广东地下700米的黑暗里,那个大球会一秒不停地等着下一道闪光。

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图一:宇宙射线探测器,位于广东省开平市江门地下中微子实验站,2024年10月11日,图源:AP Photo/Ng Han Guan, File图二:工人在广东省开平市江门地下中微子实验站地下宇宙射线探测器旁作业,2024年10月11日,图源:AP Photo/Ng Han Guan, File图三:工人在广东省开平市江门地下中微子实验站地下宇宙射线探测器底部作业,2024年10月11日,图源:AP Photo/Ng Han Guan, File

信源:Ramakrishnan, Adithi. "An underground detector in China unveils its first major findings about mysterious ghost particles." phys.org, 10 June 2026