中微子實(shí)驗(yàn)探測器主體建成地下700米探秘基本粒子

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2024-11-21 07:48:47 百家號

位于地下700米的江門中微子實(shí)驗(yàn)探測器主體已建成，預(yù)計(jì)于2025年8月正式運(yùn)行取數(shù)。接下來將進(jìn)行超純水與液體閃爍體的灌裝工作。

江門中微子實(shí)驗(yàn)大科學(xué)裝置是在江門開平市地下700米深處建造的一個(gè)巨型實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)旨在捕捉并研究宇宙中最古老、最原始的基本粒子——中微子。中微子極難探測，至今仍有許多未解之謎。實(shí)驗(yàn)以測量中微子質(zhì)量順序?yàn)槭滓茖W(xué)目標(biāo)，于2013年立項(xiàng)，2015年開工建設(shè)。

中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳介紹，江門中微子實(shí)驗(yàn)通過測量核電反應(yīng)堆中微子振蕩來完成測量。經(jīng)過分析，實(shí)驗(yàn)站的最佳位置在距兩個(gè)核電站50公里至55公里、寬200米的區(qū)域內(nèi)。開平市附近區(qū)域符合這些苛刻條件，包括周圍有廣東陽江和臺(tái)山兩個(gè)核電反應(yīng)堆群，對測量質(zhì)量順序有效的總功率世界最高，也能找到與所有反應(yīng)堆距離基本相等的點(diǎn)。

江門中微子實(shí)驗(yàn)的核心設(shè)備是一個(gè)位于地下700米的巨型液體閃爍體探測器。液體閃爍體是一種特殊的探測介質(zhì)，當(dāng)中微子穿過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微弱的光信號。這些光信號被探測器內(nèi)部的光電倍增管捕捉和放大，然后記錄和分析。選擇地下700米巖石層中的建設(shè)地點(diǎn)是為了減少地表干擾信號。該探測器容積達(dá)20萬噸，是目前世界上最大的中微子探測器之一。其主體結(jié)構(gòu)為一個(gè)直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼，能夠承載直徑35.4米的有機(jī)玻璃球、2萬噸液體閃爍體及數(shù)以萬計(jì)的關(guān)鍵探測器部件。最后一塊光電倍增管模塊安裝完成后，科研人員將在有機(jī)玻璃球內(nèi)注入特制的液體閃爍體，并在池中注入超純水，直至完全淹沒整個(gè)探測器。

王貽芳表示，通過這一大科學(xué)裝置認(rèn)識(shí)和研究中微子，對于粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域具有重要意義。在建設(shè)過程中，科研人員在國產(chǎn)新型光電倍增管研制、高性能液體閃爍體研制等方面取得了實(shí)質(zhì)性突破。江門中微子實(shí)驗(yàn)已成為國際科研合作的新平臺(tái)，吸引了17個(gè)國家和地區(qū)、74個(gè)研究機(jī)構(gòu)的750位科研人員參與。此外，中國科學(xué)院與中廣核合作，將在臺(tái)山核電站開展臺(tái)山中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目是江門中微子實(shí)驗(yàn)的近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，旨在測量高能量分辨的反應(yīng)堆中微子能譜。目前，臺(tái)山中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)備安裝工作已全面啟動(dòng)。

(責(zé)任編輯：盧其龍 CN070)

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