2014年
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【广州日报】地下700米 捕捉“幽灵粒子”
中科院中微子实验室落户开平 将寻找科学数据帮助破译宇宙起源密码
文章来源:广州日报 陈杰  2014-01-17
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  宇宙是如何形成的?宇宙大爆炸时产生的物质到哪里去了?这些问题,好像与市民生活离得很远,不过,一个有助于解开这些谜团的高端科技项目正式落户开平。

  昨日,记者从开平市召开的“江门中微子实验项目”新闻发布会上了解到,这个能捕捉“幽灵粒子”中微子的实验项目拟投资超10亿元,将建在深达700米的地下,成为国内最大的地下实验室。据介绍,中微子是破译宇宙起源与演化密码最重要的“钥匙”。中科院高能物理研究所所长、江门中微子实验项目负责人王贻芳在接受记者采访时揭开了该项目神秘的面纱。

  文/记者陈杰

  目前国内仅建有一个中微子实验室——大亚湾中微子实验室,2012年,该实验室通过核反应堆产生的中微子,发现一种新的中微子振荡模式,被国际学术界评价为“开启了中微子物理发展的大门”。

  神秘的中微子

  太阳发光、天然放射性、宇宙射线穿过地球大气层、核电站反应堆等,都会产生中微子,但它不带电,质量非常轻,几乎不与物质发生反应,每100亿个穿过地球,只有一个能被捕捉。

  中微子是宇宙中的自由旅行者,它们以接近光的速度在宇宙中旅行,目前世界中微子仍有大量的谜团尚未解开,在过去20年,有三次诺贝尔物理学奖颁发给了中微子试验的领导者。

  长啥样子? 

  藏地下700米 整个洞穴无支柱 

  据王贻芳介绍,2011年,研究所在开平金鸡和赤水镇的打石山一带钻地600多米,找到适合中微子实验的场所,并经一年多的研究后,在2012年正式确定建设。

  王贻芳称,项目实验室将建在地下700米的深处,整个洞穴直径50米没有一根支柱,是国内跨度和土石方量最大的地下洞室。此外,还要建设大型水池、中微子探测器等,而中微子探测器就安装在地下实验室里,有十几层楼高。

  该项目总投资拟超10亿元,计划今年年底或明年年初动工,其中隧道和地下实验室将在2017年建成,中微子探测器等试验装置安装预计2019年完成,项目至少运行20年。

  研究什么? 

  寻找科学数据 揭示宇宙起源 

  中微子试验项目,到底研究什么?王贻芳称,江门中微子探测器将是世界上能量精度最高、最大的液体闪烁体探测器,当捕捉到来自反应堆的中微子时,液体闪烁体就会闪光,而光电倍增管将闪光转为电信号,形成科学家研究的数据。

  对这些数据进行研究,可以告诉人类更多的宇宙的奥秘,比如中微子到底有多轻、宇宙大爆炸时产生的物质到哪里去了、一些高亮度的星体如何发光以及其能量从哪里来等。

  王贻芳称,中微子振荡模式总共有6种参数,已发现4.5种,剩下的1.5种等待科学家去发现,而江门中微子实验室就是希望借助紧邻台山和阳江核电站的优势,通过监测研究反应堆中微子振荡,帮助揭开宇宙形成的秘密。

  是否环保? 

  没有废液废气 对环境无污染 

  中微子实验,有没有污染?这是市民最担心的。王贻芳说,这个项目“没有污染、对环境影响非常非常小”。王贻芳解释,探测中微子本身就需要在极其干净的环境中进行。“灰尘对该实验来说是最脏的”。王贻芳说,实验装置也没有放射性,只要有放射性就会干扰中微子探测器。

  王贻芳称,该项目建设内容包括大型水池、中微子探测器,探测器主要是烷基苯组成,这是洗衣粉的原料,无色、无味、无毒,也不易燃烧。而探测器本身就安置在水中,就是烷基苯从有机玻璃容器中流出,也是留在包围它的大水池中,对环境没有什么影响。

  缘何开平? 

  紧邻两核电站  可捕捉中微子 

  一个如此高科技的项目,缘何落户开平?

  王贻芳称,现实世界中的中微子无处不在,但却难以捕捉,对辐射也十分敏感,一旦外面有辐射,就探测不到。而在开平项目地,通过勘探地下600米,发现周边50公里只有这个地方有完整的花岗岩,把探测器放置地下,厚厚的花岗岩可以挡住这些辐射干扰,让探测器安静捕捉中微子信号。另外,由于地下实验室要深700米、直径50米,花岗岩地质更稳定,不易塌方。

  王贻芳称,中微子实验还需要研究对象——核电站反应堆释放出来的中微子,需要在反应堆附近,但又不能太近,根据科学计算,最有利就是在距离反应堆50多公里处,开平打石山正好符合这个要求。

  (原载于《广州日报》2014年1月16日A11版,http://gzdaily.dayoo.com/html/2014-01/16/content_2516072.htm )


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