圖為大亞灣實(shí)驗(yàn)在潔凈間中組裝的中心探測器
教育裝備采購網(wǎng)訊：從中科院高能所獲悉，位于廣東大亞灣核電站內(nèi)的大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)過4年建造，在地下100米深、距反應(yīng)堆僅360米的近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi)安裝的兩個(gè)中微子探測器已經(jīng)探測到來自核電站反應(yīng)堆群的中微子。這標(biāo)志著大亞灣國際合作組對(duì)中微子第三種振蕩模式的測量邁出了第一步，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很可能會(huì)對(duì)宇宙中為什么物質(zhì)多于反物質(zhì)提供線索。
中微子是一種難以捉摸的基本粒子，質(zhì)量非常小，不帶電。太陽、宇宙線、核電站等都能產(chǎn)生大量中微子。它極難被探測，幾乎不與物質(zhì)發(fā)生相互作用，可以輕松地穿過人體、建筑甚至地球，不帶來任何影響。中微子有3種類型，即電子中微子、μ中微子和τ中微子。它們可以通過振蕩從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型。
大亞灣實(shí)驗(yàn)是對(duì)中微子第三種振蕩模式的測量。在這種振蕩模式中，主要由電子中微子組成的混合態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕?tau;中微子組成的混合態(tài)。這是最后一個(gè)未知的混合角，稱為θ13，其數(shù)值的大小決定了未來中微子物理研究的發(fā)展方向，并且與宇宙中反物質(zhì)消失之謎有關(guān)。大亞灣實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家們預(yù)計(jì)，要實(shí)現(xiàn)測量θ13到1%的精度的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，大約需要兩年的取數(shù)時(shí)間。
據(jù)大亞灣實(shí)驗(yàn)合作組發(fā)言人、中科院高能所常務(wù)副所長王貽芳介紹，由于科學(xué)意義重大，國際上曾先后提出了8個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)方案。由我國科學(xué)家提出的大亞灣實(shí)驗(yàn)方案具有獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)和獨(dú)到的設(shè)計(jì)，得到了國際上的廣泛支持。美國能源部放棄了支持本國的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，轉(zhuǎn)而支持美國科學(xué)家加入大亞灣實(shí)驗(yàn)的合作。自2006年起成立的大亞灣國際合作組，目前已發(fā)展為由來自6個(gè)國家和地區(qū)的39個(gè)研究機(jī)構(gòu)、250名研究人員組成。實(shí)驗(yàn)的中方經(jīng)費(fèi)由科技部、中科院、自然科學(xué)基金委、廣東省、深圳市和中國廣東核電集團(tuán)共同支持，在我國開創(chuàng)了國家、地方與企業(yè)共同支持基礎(chǔ)科學(xué)研究的先河。中國廣東核電集團(tuán)對(duì)大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)的建設(shè)給予了寶貴支持。該實(shí)驗(yàn)是中美在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域規(guī)模最大的合作之一，是美國能源部在國外投資第二大的粒子物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
“從大亞灣獲取的第一批數(shù)據(jù)使我們可以開始測量這個(gè)未知混合角，并最終將振蕩幅度測量至1%的精度內(nèi)。”來自美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的大亞灣合作組發(fā)言人陸錦標(biāo)說，“這個(gè)精度比現(xiàn)在的測量結(jié)果高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，而且遠(yuǎn)比正在進(jìn)行中的其他實(shí)驗(yàn)精確得多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果將對(duì)解釋中微子在宇宙大爆炸后最早的一段時(shí)期內(nèi)基本物質(zhì)的演化過程中起到的作用，以及為什么今天宇宙中物質(zhì)比反物質(zhì)更多作出重大貢獻(xiàn)。”
中國與美國領(lǐng)導(dǎo)了大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還包括來自俄羅斯、捷克、中國香港和臺(tái)灣的合作者。國內(nèi)單位包括中科院高能所、清華大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南京大學(xué)、上海交通大學(xué)、山東大學(xué)等15個(gè)科研院所和院校。(謝沂楠/編輯)
