在 JUNO 实验中利用反应堆反中微子探测中微子振荡

江门中微子实验（JUNO）是目前正在中国南方建设的一个多用途中微子实验，位于具有约 650 米岩石覆盖（1800 m.w.e.）的地下实验室中。该探测器包含一个 20 千吨的液体闪烁体靶，置于一个直径 35.4 米的球形丙烯酸容器内。中心探测器（CD）配备了 17,612 个 20 英寸和 25,600 个 3 英寸的光电倍增管（PMT），提供了超过 75% 的总光阴极覆盖率。JUNO 的主要目标是利用反应堆反中微子确定中微子质量顺序，这些反中微子由距离实验场地约 52.5 km 基线的两座相邻核电站发射。JUNO 的战略位置处于对应于第一太阳振荡极大的基线处，此处动力学相位 $\Delta_{21} \simeq \frac{\pi}{2}$，这赋予了它同时探测太阳和大气尺度振荡效应的独特能力；此外，它还是首个通过真空主导振荡来解决未决的中微子质量顺序（NMO）问题的实验。JUNO 中的振荡能谱根据中微子质量顺序发生微妙变化，表现为能量相关的相位偏移，从而提供了对该参数的灵敏度。此外，无与伦比的规模和能量分辨率将使三个参数能够实现亚百分比精度：$\Delta m_{21}^{2}$、$\Delta m_{31}^{2}$ 和 $\sin^2\theta_{12}$。本文将重点讨论 JUNO 利用反应堆反中微子进行振荡物理研究的潜力，并特别强调其在开启中微子领域精度新纪元中的关键作用。