科学 中微子实验有了新目标( 二 )


当装有探测器的水池盖完全打开后,温良剑为观看直播的观众讲解了探测器捕获中微子的过程。
“水池中的4个圆柱形钢罐,就是探测中微子的中心探测器,每个直径5米,高5米,里面装有液体闪烁体,重110吨。”温良剑说,“中微子在探测器内发生反应后能够激发液体闪烁体,产生微弱的闪烁光。光电倍增管探测到闪烁光,将它转换成电信号,这样我们就探测到了中微子。”
这样装有探测器的水池,在大亚湾中微子实验室总共有3个,打开其中之一的盖子仅仅是完成了实验装置撤除的第一步。
中科院高能物理研究所研究员曹俊介绍:“在接下来的6个月中,我们将把纯净水放空,然后把每个中心探测器打开,一层层撤除里面的部件。有些器件将会被其他实验再利用,比如正在建设中的江门中微子实验等,有些部件和材料则会进行无害化处理。”
此外,1号实验厅将被改造成大亚湾中微子实验的科普展馆,继续供大家参观。
温良剑说:“实验虽然停止运行了,但实验数据物理分析还要做两到三年左右,后续几年还会有重要成果陆续出来。”
新实验瞄准“中微子质量顺序测量”
就在大亚湾实验宣布退役之际,同在广东省的江门中微子实验(以下简称江门实验)正在如火如荼的建设当中。
在江门市西南部的打石山中,大亚湾实验原团队打算造一个全世界最大的液体闪烁体探测器来继续捕捉中微子。这个探测器的主体是一个12层楼高的有机玻璃球,里面盛装2万吨液体闪烁体。这是迄今为止中国最复杂的高能物理实验装置,预计2022年建成。
“与当前最好的国际同类设备相比,它的规模要大20倍,分辨率提高一倍。”王贻芳说。
大亚湾实验结果公布之后,中微子质量顺序测量成为下一步的研究热点,美国、日本、印度等国家逐渐明确了下一步的计划。
这一方向,王贻芳团队也早有谋划。
“中微子质量顺序测量的实验能不能做,取决于一个前提,即中微子第三种振荡的几率一定要够大。”
后来,大亚湾实验测到了中微子第三种振荡,振荡几率大小为9.2%。这一结果远远超过他们的期待值。团队科研人员心里有底了:“后续的中微子实验能做!”
最终,实验选址广东江门,距阳江和台山反应堆群分别约53公里。
不少人认为,江门实验只是大亚湾实验简单的“增大”版。
对此,王贻芳特别解释和强调,两个实验虽然都是研究中微子,但具体科学目标完全不同。大亚湾实验的科学目标是利用核反应堆产生的中微子来测定中微子第三种振荡模式,而江门实验是要实现对中微子质量顺序和中微子振荡参数的精确测量。
“中微子的质量是自然界的基本参数,影响宇宙的演化进程。知道了质量顺序,可以为确定中微子质量和其他研究铺路。”王贻芳说。
科学|中微子实验有了新目标】6个月后,大亚湾实验将彻底完成拆除,结束使命,而新的江门实验即将准备就绪。从大亚湾实验到江门实验,中国高能物理科学家们一直在向更高的精度挑战。在他们看来,精度越高,能够发现的东西就越多,对世界的认知就越深入。

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