各有关单位：
根据国家自然科学基金委员会网站通知，国家自然科学基金委员会数理科学部“无中微子双贝塔衰变物理和关键探测技术研究”专项项目指南已经发布，现将有关事项通知如下：
中微子物理是当前粒子物理和核物理领域基础科学前沿，是可能突破粒子物理标准模型的重要研究方向。中微子物理的前沿科学目标之一是确定中微子和反中微子粒子是否是同一种粒子。如果它们是同一种粒子，则中微子是马约拉纳（Majorana）粒子，反之则是狄拉克（Dirac）粒子。实验测量无中微子双贝塔衰变（0νββ）是确定中微子Majorana属性的唯一途径。国际上多个国家正在竞相开展0νββ实验研究，采用的技术方案包括高纯锗探测器，低温晶体量热器，液氙时间投影室，高压气体时间投影室，液体闪烁体等。国家自然科学基金委数学物理科学部现启动“无中微子双贝塔衰变物理和关键探测技术研究”专项项目，将利用中国锦屏地下实验室和江门中微子实验“得天独厚”的平台优势，开展无中微子双贝塔衰变物理和关键探测技术研究。
一、科学目标
本专项项目重点针对未来无中微子双贝塔衰变实验，对具有普适性的关键技术问题和理论课题开展深入研究，争取在富集100Mo原料提纯、基于富集100Mo原料研发钼酸锂晶体探测技术及配套极低温光电信号读出电子学技术、低能区粒子鉴别和能量刻度技术、掺碲液体闪烁体探测技术等方向取得重要突破，掌握下一代实验实现10meV甚至meV量级中微子有效质量测量灵敏度的关键技术，为建设具有国际竞争力的无中微子双贝塔衰变大型实验装置提供技术支撑和培养科研队伍。
二、核心科学问题
无中微子双贝塔衰变物理的理论研究；高纯度富集钼酸锂晶体研制和富集原料提纯技术；新型TES光热探测读出系统研制和压低双中微子双贝塔衰变的本底效应；能量刻度技术研发和新物理探索；掺碲液体闪烁体探测技术。
三、拟资助研究方向和研究内容
（一）无中微子双贝塔衰变物理的理论研究（申请代码1选择A27下属代码）
配合中国锦屏地下实验室和江门中微子实验的无中微子双贝塔衰变实验规划，建立和发展相对论多体理论等微观核物理模型，研究无中微子双贝塔衰变相关的多体关联效应、相对论效应、形变效应、夸克层次的物理机制以及中微子混合效应等，探索机器学习等新技术在核矩阵元计算中的应用，提升无中微子双贝塔衰变核矩阵元的计算精度，针对国际国内重点研究的无中微子双贝塔衰变候选原子核，给出可靠的无中微子双贝塔衰变核矩阵元及其不确定度，结合中微子实验结果限制新物理贡献的参数空间，为实验研究提供理论支持。
（二）高纯度富集钼酸锂晶体研制和富集原料提纯技术（申请代码1选择A28下属代码）
低温晶体量热器是探索无中微子双贝塔衰变的具有优异性能的探测器。高纯钼酸锂晶体是新型光热双读出晶体量热器的核心靶材料。针对制备高纯度富集钼酸锂晶体的要求，研发基于离心机同位素分离获得的富集100Mo原料提纯和样品检测技术，探索富集晶体生长过程中保持双贝塔衰变有效同位素丰度和分布均一性方法，探索富集原料在晶体生长过程中的利用率提高方法，研发基于区熔法技术的富集原料回收和再利用技术。确立满足大型无中微子双贝塔衰变实验要求的高纯富集钼酸锂晶体生长的核心技术，并能够有效控制探测器所需晶体的成本。
（三）新型TES光热探测读出系统研制和压低双中微子双贝塔衰变的本底效应（申请代码1选择A28下属代码）
在新一代无中微子双贝塔衰变大型钼酸锂闪烁晶体量热器实验中，由双中微子双贝塔衰变形成的本底将成为灵敏度的极限，需要提升温度传感器的时间响应来压低。超导转变边沿传感器（TES）读出时间响应较快，已经在前沿天体物理和宇宙学实验的光热测量中得到广泛应用，有可能成为新一代晶体量热器实验的温度传感器的理想技术。研究具有高能量分辨率、高时间分辨率和易于大规模读出的光信号和热信号探测技术是关键。探索热信号在探测器内部以及探测器与晶体靶和冷端耦合间的传导规律、动态稳定性和噪声性能，研究刻蚀形成的半导体基底支撑结构在探测器工作温度的导热规律，研制应用于闪烁晶体量热实验的，能够工作在10-20mK温度区的基于TES的热信号探测器和光信号探测器，表征探测器性能并研究优化0νββ信号与本底的鉴别方法。针对未来0νββ实验需求，以总体本底区分水平为评价标准，确定可实施的技术方案。
（四）能量刻度技术研发和新物理探索（申请代码1选择A28下属代码）
确定无中微子双贝塔衰变实验的灵敏度需要探测器在信号搜索阈值附近具有非常精准的能量刻度。为了压低天然放射性本底的影响，选择衰变能（Qββ）远高于2615keV（208Tl特征伽马线）的双贝塔衰变元素是非常有效的压低本底途径。通常使用的长寿命放射源无法提供刻度所需的高能区伽马线。针对实验高精度低本底的要求，建立钼酸锂晶体探测器无中微子双贝塔衰变信号（Qββ～3034keV）能区的刻度系统，研制基于放射线束流产生的56Co的收集和制备刻度源，同时发展应用于光探测器刻度的高强度伽马源激发材料X射线荧光刻度技术。在实现整个能区精准刻度的基础上，充分发挥低温闪烁晶体量热器的粒子鉴别能力，优化光-热双读出系统，实现低能区核反冲信号和β/γ本底区分，压低低能区本底，对低质量暗物质粒子和轴子开展高灵敏度探索。
（五）掺碲液体闪烁体探测技术（申请代码1选择A28下属代码）
依托江门中微子探测器，液体闪烁体技术能使0νββ核素的靶质量达到百吨量级，有望将中微子有效质量灵敏度提高到meV量级，研究高掺杂量、高光产额、高透明度、极低放射性的掺碲液闪是关键。研究可掺入液闪的含碲化合物的合成方法，研究和表征含碲化合物结构对液闪吸光性能、发光性能及长期稳定性的影响规律，优化掺杂物结构实现高光产额，研究光学纯化方法实现高透明度，发展放射性纯化方法达到极低本底，研究掺碲液闪中0νββ信号与本底的鉴别方法。针对未来0νββ实验需求，综合能量分辨率和本底水平，以有效质量灵敏度为评价标准，确定可实施的技术方案。
四、资助计划
本专项项目资助期限为4年，申请书中研究期限应填写“2022年1月1日-2025年12月31日”。计划资助5项左右，平均资助强度为200-300万元/项，资助经费总强度约为1200万元。
项目申报指南、申报方法及注意事项详见国家自然科学基金委员会网站，网址：http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info81890.htm。
请拟申报本项目的老师于2021年10月30日16时登陆ISIS科学基金网络信息系统（http://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/）在线完成申请书的填报，并以附件形式上传相关材料。
本项目纳入无纸化申请范围，项目获批准后，将申请书的纸质签字盖章页装订在《资助项目计划书》最后，一并提交。签字盖章的信息应与电子申请书严格保持一致。
未尽事宜，请与科学技术研究部科学技术处基金管理科席建、王龙、杨敏联系，电话：67507192，我们将热忱为您服务。