北京
中微子是构成物质世界的最基本粒子之一，中微子极轻，不带电荷，仅参与非常微弱的弱相互作用，因此极其难测。中微子有三种类型（电子中微子、μ中微子和τ中微子）且存在中微子振荡现象，即中微子在传播过程中会发生的从一种类型中微子转变为另外一种类型中微子的现象，这说明中微子有微小的质量，超出了粒子物理“标准模型”。中微子振荡实验的结果可以用三味中微子混合模型（六个参数）来描述，包括两个中微子质量平方差、三个混合角，以及一个CP相位角。日本Super-K实验测得中微子混合角θ23，加拿大的SNO实验于2001年证实了中微子振荡，测得混合角θ12之后，我国大亚湾中微子实验首次测得θ13。其中日本和加拿大的两个实验获得2015年诺贝尔物理学奖。
中微子质量顺序和CP相角是中微子研究的前沿。我国江门中微子实验（JUNO）核心科学目标是测量中微子质量顺序，同时可以精确测量中微子6个振荡参数中的3个，达到好于1%的国际最好水平，并进行超新星中微子、太阳中微子、地球中微子以及寻找新物理等多项重大前沿研究等。JUNO自2013年启动建设，2025年装置建成并于8月正式运行。近日，JUNO首个物理成果“精确测定中微子的两个振荡参数θ12和Δm221”以封面文章形式在国际学术期刊《Nature》正式刊出（图1）。通过对2025年8月26日至11月2日共59天有效数据的分析，完成两项关键振荡参数的高精度测量，相较于过去数十年多项实验的综合结果，精度提高了1.6倍。sin²θ12的不确定度从此前的4.6%压缩至2.81%，Δm²21的不确定度从2.5%压缩至1.6%（图2）。这标志着中微子振荡精确测量时代的到来，并有望为这些神秘基本粒子的特性提供新的见解。
图1 《Nature》期刊封面
图2 JUNO首个物理成果；中微子的两个振荡参数θ12和Δm221
JUNO至今已平稳运行9个月。随着大量观测数据积累，为地球中微子、太阳中微子、超新星中微子等前沿问题研究奠定精确观测基础。地球中微子（geoneutrino）是地球内部天然放射性同位素衰变产生的反电子中微子，主要来自238U、232Th和40K。放射性同位素衰变同时也释放出大量热能，是驱动地球分异、演化和内部运动的主要能量来源之一。因此，地球中微子通量观测数据有望助于理解地球内部放射性生热元素（U、Th、K）分布和约束地球模型，从而为认识地球化学组成、热演化史和圈层相互作用等重大地球科学问题提供新的视角。
中国科学院地质与地球物理研究所是JUNO国际合作组成员单位，在JUNO地质工程、地球模型、地球热演化和地球中微子研究中发挥了积极作用。
主要参考文献
The JUNO Collaboration. Measurement of reactor neutrino oscillation with the first JUNO data[J]. Nature, 2026, 654(8118): 343–348.
（撰稿：徐亚/油气理论与方法学科中心）
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