第一届中微子、原子核物理和新物理研讨会(νNN2025)

21 Jul 2025, 14:00 → 25 Jul 2025, 20:00 Asia/Shanghai

宁卧庄宾馆小礼堂 (兰州)

       为了促进以无中微子双贝塔衰变为核心的原子核物理、粒子物理与超出标准模型新物理研究的交叉融合与突破创新，我们将举办“中微子、原子核物理与新物理研讨会”系列会议（Neutrino, Nuclear Physics, and New Physics Symposium, νNN Series）。第一届会议（νNN2025）将于2025年7月21号－25号在兰州举行，由近代物理研究所承办，诚挚邀请并期待您的参与！

       近年来，作为探索中微子马约拉纳属性、轻子数破坏等超越标准模型新物理的核心探针，无中微子双贝塔衰变研究已在实验探测、核结构计算、新物理参数提取及模型构建等领域取得显著进展，但其理论诠释与实验验证仍面临重大挑战。在这一进程中，原子核结构的高精度计算、新型探测器技术、无中微子双贝塔衰变在探测新物理方面的独特优势以及多学科交叉融合为这一领域注入了全新活力，然而，相关研究仍面临跨学科协作不足的瓶颈：探测器研发团队、核理论学者与新物理研究者之间缺乏深度对话。为此，我们此次会议将着重简洁有信息量地报告并充分地讨论当前该领域的最新进展、理论技术难点以及未来展望。

        本次会议将统一安排住宿（费用由参会者自理），不收取任何注册费。会议采用特邀报告形式，诚邀相关领域师生注册参会，注册截止日期为2025年6月15日。会议计划于2025年7月21日下午14:00报到，7月25日中午12:00前离会。

 

特邀报告人（已确认）：白春林、陈凯、丁雅韵、高丙水、何小刚、韩柯、李高嵩、刘江来、刘太兴、龙炳蔚、仇浩、Michael J. Ramsey-Musolf、孙鹏、吴文杰、邢志忠、续本达、于江浩、赵鹏巍、周顺、周也铃、朱景宇、Daniya Zinatulina。

 

科学顾问委员会：陈少敏、何小刚、黄焕中、廖益、罗民兴、梅元、孟杰、王贻芳、邢志忠。

会议组织委员会：陈凯、仇浩、杜勇、房栋梁、冯旭、韩柯、李玉峰、马龙、温良剑、许怒、岳骞、周顺、朱景宇。

地方会务组：许怒、房栋梁、朱景宇

 

联系人：朱景宇，邮箱：zhujingyu@impcas.ac.cn, 电话：13220452189

会议秘书：胡建华，邮箱：hujianhua@impcas.ac.cn

Monday 21 July

14:00 → 19:00 注册

Tuesday 22 July

08:50 → 09:00 Welcome

Speaker: TBD

09:00 → 09:45 Neutrino Experiments Overview （30' + 15'）

Speaker: Jiang-Lai Liu

09:45 → 10:30 Neutrino Theory Overview（30' + 15'）

Speaker: Zhi-Zhong Xing

10:30 → 11:00 Photo, Coffee Break

11:00 → 11:45 Nuclear Theory Overview （30' + 15'）

Speaker: TBD

11:45 → 12:30 Leptogenesis Overview （30' + 15'）

Speaker: Michael Ramsey-Musolf

12:30 → 13:30 Lunch Break

13:30 → 14:15 EFT for Neutrinos （20' + 25'）

Speaker: Shun Zhou

14:15 → 15:00 Chiral EFT for Nuclear Force（20' + 25'）

Speaker: Bing-Wei Long

15:00 → 15:45 中微子质量机制（20' + 25'）

中微子的发现以及它们的特性的了解都充满传奇.在最小弱电相互作用标准模型中,中微子没有质量.
中微子振荡的发现表明它们一定有质量, 是超越标准模型新物理的证据. 我将以中微子质量机制微切入点, 讨论中微子研究在粒子物理以及宇宙学等方面的重要性以及一些新进展.

Speaker: 小刚 何

15:45 → 16:15 Coffee Break

16:15 → 17:00 Lattice & Nuclear Physics（20' + 25'）

Speaker: Peng Sun (IMP)

17:00 → 17:45 Nuclear Matrix Elements for Neutrinoless Double-Beta Decay （20' + 25'）

The neutrinoless double beta decay is of fundamental importance for particle physics, nuclear physics, and cosmology. Nuclear matrix element, which encodes the impact of the nuclear structure on the decay half-life, is crucial to interpreting the experimental limits and even more potential future discoveries. However, current knowledge of the nuclear matrix element is not satisfactory due to the unknown short-range contributions to the transition operator [1] and also the complicated nuclear many-body wavefunctions [2].

For the transition operator, we have developed a relativistic framework based on a manifestly Lorentz-invariant chiral Lagrangian [3], in which no unknown contact term is required up to next-to-leading order [4,5]. The theory is validated by reproducing in a parameter-free way the available data on the charge independence and charge symmetry breaking contributions in the two-nucleon scattering. It also defines a stringent benchmark for the previous estimation of the unknown short-range contributions in the nonrelativistic framework.

For the nuclear many-body wavefunctions, we have established the relativistic configuration-interaction density functional theory [6,7], a novel framework which combines the advantages of nuclear shell model and relativistic density functional theory. It allows a fully microscopic and self-consistent treatment of nuclear triaxiality within a full model space. It provides the first investigation for the triaxial effects on the nuclear matrix elements for both two-neutrino and neutrinoless double beta decays in 76Ge [8]. The triaxiality enhances the nuclear matrix element of the neutrinoless double beta decay significantly by a factor around two.

[1] V. Cirigliano, et al., Phys. Rev. Lett. 126, 172002 (2021).
[2] J. Engel and J. Menéndez, Rep. Prog. Phys. 80, 046301 (2017).
[3] Y. L. Yang and P. W. Zhao, Phys. Lett. B 835, 137587 (2022).
[4] Y. L. Yang and P. W. Zhao, Phys. Lett. B 855, 138782 (2024)
[5] Y. L. Yang and P. W. Zhao, Phys. Rev. Lett., in press
[6] P. W. Zhao, P. Ring, and J. Meng, Phys. Rev. C 94, 041301(R) (2016)
[7] Y.K. Wang, P.W. Zhao, and J. Meng, Phys. Lett. B 848, 138346 (2024)
[8] Y.K. Wang, P.W. Zhao, and J. Meng, Science Bulletin 69, 2017–2020 (2024)

Speaker: Pengwei Zhao (Peking University)

18:00 → 20:30 晚宴

Wednesday 23 July

09:00 → 09:45 Underground Neutrino Experiments （20' + 25'）

Speaker: TBD

09:45 → 10:30 The CDEX Experiment（20' + 25'）

Speaker: TBD

10:30 → 11:00 Coffee Break

11:00 → 11:45 The PandaX Experiment（20' + 25'）

Speaker: Ke Han

11:45 → 12:30 锦屏低温晶体量热器实验进展（20' + 25'）

无中微子双贝塔衰变(0vββ)是当前确定中微子马约拉纳属性的重要实验途径。这一过程的发现有助于揭示轻子数破缺、中微子绝对质量、物质-反物质不对称等一系列自然奥秘。低温晶体量热器凭借其高能量分辨率、高稳定性和低本底的技术优势, 成为新一代0vββ实验极具竞争力的探测器技术方案之一。本报告将介绍低温晶体量热器0vββ实验技术国外发展现状，着重介绍基于新一代超低本底光-热双读出量热器技术的CUPID-CJPL实验规划和研究进展，并展望基于我国锦屏地下实验室开展低温晶体量热器0vββ实验和其他低本底前沿物理研究的前景。

Speaker: TBD

12:30 → 13:30 Lunch Break

13:30 → 14:15 NvDEx实验介绍（20' + 25'）

NvDEx实验使用高压82SeF6气体时间投影室，能够将82Se的高Q值和时间投影室利用事例几何特征甄别信号本底的能力结合起来，实现很低的实验本底，因而是非常有竞争力的0νββ实验方案。本报告将介绍NvDEx实验在0νββ探测方面的研究进展与技术创新；当前面临的关键技术挑战与解决方案；未来实验规划与科学目标；以及与国际同类实验的对比分析。

Speaker: 浩 仇

14:15 → 15:00 基于Topmetal的负离子TPC读出及DAQ系统研究进展（20' + 25'）

NvDEx实验采用六氟化硒（SeF₆）作为工作气体，其强电负性使得漂移负离子的无雪崩放大读出成为实验的关键技术挑战。Topmetal技术为解决这一挑战提供了一种新型的直接电荷收集与信号放大方法，但在实际应用中仍面临噪声抑制、电荷收集效率优化、系统稳定性与芯片一致性、高密度电路设计等挑战。此外，系统的性能高度依赖于前端电子学与后端数据获取（DAQ）系统的协同设计。本报告将详细介绍Topmetal-S传感器芯片设计、前端读出电子学优化及DAQ系统集成的最新进展，并讨论当前面临的技术难题与可能的解决方案。

Speaker: 凯 陈

15:00 → 15:45 锦屏中微子实验百吨探测器建设与掺钕液闪研发（20' + 25'）

锦屏中微子实验百吨探测器计划于 2027 年建成取数。完成了新型快速时间响应的8吋微通道板型光电倍增管的研制与生产，低功耗高采样率电子学系统的设计与试制。探测器兼容宽范围的靶物质密度，计划在一期以纯水运行，以极低宇宙放射性本底观测太阳中微子。

在探测器二期的规划中，实验组正在积极探索利用金属钕掺杂的慢液闪开展无中微子双贝塔衰变的寻找。为此，需要研制稳定的高透明度与光产额的掺钕液闪，在百吨液闪探测器尺度研发切伦科夫-闪烁光的双重读出方案，并测定钕-150同位素与太阳中微子作用的产物与次级辐射。

相比 KamLAND-Zen, SNO+, JUNO-0vbb 等液闪无中微子双贝塔衰变实验或计划，以钕为靶核可与其它研究互补，并具有太阳中微子谱仪的潜力从而有助于实验项目依托阶段性成果稳步向前。

Speaker: Benda Xu (Tsinghua University)

15:45 → 16:15 Coffee Break

16:15 → 17:00 用于0νββ探测的掺碲液闪研制及进展（20' + 25'）

无中微子双贝塔衰变（0νββ）是中微子领域的研究前沿和热点，但其探测难度极大，需要很大靶质量、优异的能量分辨率和极低的本底水平。诸多方案中，掺碲液闪（Te-LS）是未来百吨量级实验最可能的候选方案之一。为此，依托我国江门中微子实验2万吨液体闪烁体探测器，开展掺碲液闪研究。0μββ变对Te-LS透明度、光产额、稳定性和放射性本底要求极高。已经完成Te-LS制备途径筛选和新技术路线开发，最终择碲-醇化合物方案，发展两种技术路线进行合成，得到透明度极高的0.5%Te-LS。更进一步，进行百公斤量级Te-LS生产，通过改进方法和参数，使得1%Te-LS透明度得到长足提升，明显优于实验室小实验结果。未来将研究碲-醇化合物等对液闪能量传递过程的影响，增加碲掺入量，提升Te-LS光产额；并发展光学和放射性纯化方法，全面提升掺碲液闪性能。本研究将为未来国内建设国际领先的无中微子双贝塔衰变大型实验装置奠定关键探测器技术基础。

Speaker: 雅韵 丁 (中国科学院高能物理研究所)

17:00 → 17:45 The JUNO-0νββ Experiment（20' + 25'）

Speaker: 高嵩 李 (IHEP)

18:00 → 20:30 Dinner

Thursday 24 July

09:00 → 09:45 电荷交换反应在中微子物理研究中的应用（20' + 25'）

中等能区（> ~100 MeV/u ）电荷交换反应是由单步和直接过程主导的核反应，其主要的核子间相互作用成分\sigma\tau 和 \tau 与原子核贝塔衰变中的 Gamow-Teller（GT）跃迁和 Fermi（F ）跃迁算符相同，在低动量转移近似下并忽略张量力贡献时，电荷交换反应的微分截面与 GT 和 F 跃迁强度，即 B(GT)和B(F) ，表现出很好 的正比关系，这为我们提取 B(GT）和 B(F)提供了另一手段。同时，由于基于电荷交换反应提取 B(GT)不受反应 Q 值的限制（利用贝塔衰变提取 B(GT)要求 Q 值必须为正），在贝塔衰变无法触及的反应道上，电荷 交换反应成为几乎唯一可行的提取 B(GT)的实验方案。因此，这使得电荷交换反应在核天体物理、核物理和中微子研究领域等有着极为重要的应用。

本报告中，将重点阐述电荷交换反应在中微子研究方面的重要应用， 主要包括在双贝塔衰变和中微子探测器研究中电荷交换反应扮演的重要角色。此外，本报告还将简要介绍近 几年发展的双电荷交换反应（double charge-exchange）在提取双贝塔衰变矩阵元的进展和展望。

Speaker: 丙水 高

09:45 → 10:30 THE MONUMENT PROJECT（20' + 25'）

The unknown origin of the neutrino mass has drawn attention to neutrinoless double-β (0νββ) decay, a second order process on the magnitude of the weak interaction in which two neutrons decay simultaneously into two protons, emitting only two new electrons and no antineutrinos. The discovery of 0νββ decay would establish that the neutrino is its own antiparticle and has a Majorana mass. In determining the 0νββ-decay limit, that can be translated into a limit for the mass of Majorana neutrino, the crucial role plays the calculation of the involved nuclear matrix elements (NMEs). Both processes, 𝜇𝜇-capture and 0νββ-decay, are governed by huge momentum transfer ≈100 MeV with no restriction on angular momentum and parity change. These features make the muon capture an attractive testing ground for nuclear model description of the NMEs for 0νββ-decay as well as for theoretical description of weak processes. At the same time, the interest of studying µ-capture is supported by a relatively good experimental accuracy of total rate measurements.

The MONUMENT experimental program includes precise measurements of the γ-ray spectrum produced following ordinary (nonradiative) muon capture (OMC). The measurement accuracy is achieved by using the high-purity germanium (HPGe) detectors. During 2021-2023 there were three experimental campaigns at the PSI (Switzerland, Villigen). The motivation, experimental setup and approaches, as well the future plans of the project will be presented in this talk.

Speaker: Danica Zinatulina

10:30 → 11:00 Coffee Break

11:00 → 11:45 EFT description of 0νββ（20' + 25'）

Speaker: Jiang-Hao Yu

11:45 → 12:30 无中微子双贝塔衰变的手征有效场论描述（20' + 25'）

作为在原子核尺度上最具前景的新物理探针，无中微子双贝塔衰变（0νββ）过程的理论描述需要将高能区的新物理算符系统性地匹配到适用于核多体计算的低能算符。有效场论为实现这一目标提供了统一的理论框架，而手征有效场论正是其中核心工具。基于手征有效场论的0νββ研究将推动模型无关的核矩阵元计算，进而推进0νββ振幅的精确描述。本报告将首先概述构建新物理低能算符的有效场论方法，随后聚焦于手征有效场论框架下的0νββ研究现状，旨在探讨当前该领域面临的一些问题及其潜在解决方案。

Speaker: 太兴 刘 (Institute of Modern Physics, CAS)

12:30 → 13:30 Lunch Break

13:30 → 14:15 An Outlook for Nuclear Many-Body Methods in 0νββ（20' + 25'）

Speaker: Chun-Lin Bai

14:15 → 15:00 机器学习在无中微子双贝塔衰变实验中的应用（20' + 25'）

无中微子双贝塔衰变（0νββ）实验在探测中微子质量本质、验证轻子数守恒性及寻找超出标准模型的新物理方面具有重大意义。近年来，随着实验技术和探测器性能的不断提升，实验数据量与复杂度急剧增加，传统的数据分析方法逐渐难以满足需求。机器学习，特别是深度学习算法，因其在复杂数据模式识别和特征提取上的卓越表现，正逐步成为0νββ实验数据分析中的重要工具。本报告将回顾各主要0νββ实验中机器学习的应用进展，通过对现有研究成果的梳理与分析，旨在为未来0νββ实验中机器学习技术的深入发展提供重要参考，并进一步推动相关领域的跨学科合作与创新。

Speaker: Wenjie Wu (IMP)

15:00 → 15:30 Coffee Break

15:30 → 16:15 大统一理论与中微子实验（20' + 25'）

大统一理论旨在统一电磁、强和弱三种基本相互作用。其经典预言是质子衰变。目前还没有发现质子衰变的迹象，这对大统一能标带来一些限制。近些年，受益于中微子实验探测的快速发展，将中微子质量与味混合融入到大统一理论中，由此检验可能的夸克-轻子关联，成为检验大统一理论的一种辅助手段。我将从大统一的基本框架出发，在介绍完理论的基本框架后，讨论大统一框架下的费米子质量与味混合问题，最后探讨通过轻子生成机制解释正反物质不对称的可行性。

Speaker: 也铃 周

16:15 → 17:00 New Physics Constraints from 0νββ（20' + 25'）

Speaker: Jing-yu Zhu

18:00 → 20:30 Dinner

Friday 25 July

08:00 → 12:00 离会