“江門中微子實驗目前已經完成了絕大部分的基礎建設,無論是地下實驗大廳,還是相關(guan) 的水電氣等設備,都已經完成,並安裝到位,現在已經開始了探測器安裝。”3月3日,全國人大代表、中國科學院院士、中科院高能物理所所長王貽芳在接受記者采訪時透露。
中微子是一種不帶電、質量極其微小的基本粒子,有人形象地將其比作基本粒子中的“隱士”,它們(men) 幾乎不與(yu) 任何物質發生相互作用。為(wei) 偵(zhen) 測它,人類不得不大費周章。
正在安裝的中微子探測器的主體(ti) 是一個(ge) 有12層樓高的有機玻璃球,裏麵裝有2萬(wan) 噸液體(ti) 閃爍體(ti) 和數萬(wan) 隻光電倍增管,“預計明年才能全部安裝完成”。
在中微子探測器中,液體(ti) 閃爍體(ti) 是探測中微子的介質,主要用來捕獲中微子並發光,光電倍增管用來“捕捉”光,而有機玻璃球則是液體(ti) 閃爍體(ti) 的容器,用它把液體(ti) 閃爍體(ti) 和球外的高純水分隔開。
“當大量中微子穿過探測器時,偶爾會(hui) 在探測器內(nei) 發生反應,發出極其微弱的閃爍光,這些光會(hui) 被光電倍增管捕捉到。”王貽芳解釋道。
江門中微子實驗於(yu) 2015年開始建設,建於(yu) 廣東(dong) 江門開平市金雞鎮、赤水鎮一帶的打石山。建成以後,它將圍繞一些重要的科學目標開展實驗。王貽芳說,“我們(men) 將測量中微子的相對質量,也就是第二種和第三種中微子的質量順序;同時,也將測量中微子振蕩的參數,與(yu) 現在的精度相比,要提高一個(ge) 量級。”
“在宇宙演化過程中,有大量的超新星爆發。這些超新星爆發都會(hui) 遺留大量的中微子在宇宙當中,我們(men) 希望能夠發現超新星遺跡中微子,這是以前從(cong) 未被觀測到的。”王貽芳說,也希望能夠有幸等到一次超新星爆發,這樣就能捕捉到上千個(ge) 超新星中微子。
當前,中微子探測領域的國際競爭(zheng) 可謂相當激烈。日本的“頂級神岡(gang) ”探測器和美國的“深部地下中微子實驗”設施都正在建設中,這兩(liang) 個(ge) 實驗預計將在2027至2030年開始運行,未來全球中微子實驗將形成三足鼎立之勢。
談到江門中微子實驗的優(you) 勢,王貽芳充滿自信。他說,與(yu) 日本、美國正在建設的中微子實驗相比,江門中微子測量中微子的質量順序與(yu) 中微子振蕩的另一個(ge) 未知參數CP相角無關(guan) ,同時,它將在2023年開始運行,比日本和美國的實驗提前4—6年,我國的中微子研究下好了“先手棋”。
未來江門中微子實驗是否也會(hui) 像大亞(ya) 灣實驗一樣退役?它的運行期限有多長?針對這些大眾(zhong) 關(guan) 心的問題,王貽芳透露,江門中微子實驗設計壽命是30年,運行過程中,還將會(hui) 做一次升級改造,使得它除了能夠實現剛才說的科學目標之外,還能夠測量中微子雙β衰變過程。
“通過對這個(ge) 過程的測量,我們(men) 希望把中微子的絕對質量定下來,或者做一個(ge) 最好的質量限製。在測量中微子的絕對質量的雙β衰變方麵,江門中微子實驗將是世界最靈敏的一個(ge) 實驗。”王貽芳說,它的建成,會(hui) 使中國的中微子實驗研究走到世界最前列。
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