地下700米粒子捕手探索中微子奧秘

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2024-10-25 10:34:19 光明日報

地下700米粒子捕手

工人正在安裝中心探測器的不銹鋼網架網殼部分。建設中的江門中微子實驗中心探測器展示了其壯觀景象，工人們在不銹鋼網架上進行施工。地下700米粒子捕手！

中微子是構成物質世界的基本粒子之一，也是宇宙中最常見的粒子。它與物質的相互作用極為微弱，具有極強的穿透力，可以輕松穿過人體、地面、地球甚至是太陽。中微子的質量非常輕，以接近光速運動。圍繞中微子，有大量謎團尚未解開，包括它的質量大小和起源、質量順序、是否造成宇宙中物質與反物質的不對稱等。中微子研究有望發(fā)現超出標準模型的新物理，對研究宇宙演化、恒星形成、超新星爆發(fā)機制等有重要意義。自1956年首次被證實存在以來，中微子領域研究已經獲得4次諾貝爾獎。但“捕捉”中微子非常困難，擁有更大、更先進的探測器從而獲取更精確的數據，是中微子研究的重點。

2003年，中國科學院高能物理研究所科研人員提出設想，利用我國大亞灣核反應堆群產生的大量中微子來尋找中微子的第三種振蕩模式。2007年，大亞灣反應堆中微子實驗站動工建設，主體由地面控制室和地下5個實驗室組成，垂直距離最深可達320米。2011年年底，大亞灣反應堆中微子實驗提前以6個探測器開始運行。2012年3月8日，時任中國科學院高能物理研究所所長王貽芳宣布，大亞灣反應堆中微子實驗發(fā)現了一種新的中微子振蕩，并測量到其振蕩幾率。此后，大亞灣反應堆中微子實驗繼續(xù)高質量運行，取得多項世界領先的科研成果。2020年年底，大亞灣反應堆中微子實驗裝置正式退役。

如今，我國新一代大型中微子實驗裝置——江門中微子實驗正在緊張建設中。2024年10月10日，記者來到廣東江門中微子實驗室，映入眼簾的是錯落有致的白色建筑，四周青山環(huán)抱。通過罐籠下降約5分鐘，來到位于地下700米的實驗大廳。選擇在廣東江門進行新一代中微子實驗是因為該地區(qū)符合苛刻條件，包括周圍有廣東陽江和臺山反應堆群，對測量質量順序有效的總功率世界最高，也能找到跟所有反應堆距離基本相等的點。建在地下可以屏蔽大部分宇宙線干擾，因此幾乎所有中微子實驗都在地下進行。

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