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实验从筹备、基建工作过渡到探测器安装整合
【中国科学报】300多位中外科学家在沪评估江门中微子实验
2019-01-17|文章来源:中国科学报 黄辛 |【
 

  神秘的中微子持续受到国际学界的广泛关注,相关问题已成为国际上竞争激烈的研究前沿。1月14日至19日,第13届江门中微子实验国际合作大会在上海交通大学举行,来自17个国家和地区、50多所高校与科研院所的近300位科学家,将对各子系统的准备情况和接口设计开展严格的内部评审,逐一评估其是否满足实验的科学需求,并确定未来各国研究单位的任务和时间表。

  “本次会议是江门中微子实验从筹备、基建工作过渡到探测器安装、整合的关键转折点。实验中不同子系统之间的关联错综复杂,对接口细节要求非常严苛。”中科院院士、江门中微子实验项目发言人、中科院高能物理研究所所长王贻芳说。

  多年来中微子被视为是和光子一样没有质量的粒子。然而自1998年起,科学家发现中微子有一个特殊的“脾性”,它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型,科学家把这称作“中微子振荡”,这个“脾性”也揭示了中微子一定具有微小的质量。我国科学家主导的大亚湾中微子实验于2012年发现第三种全新的中微子振荡模式,完善了对三类中微子相互转变的理解。

  尽管如此,中微子还存在着许多未解之谜。比如,三种中微子的质量谁最重,谁最轻(质量顺序)?中微子到底有多轻?它们是不是自己的反粒子?……此外,宇宙中剧烈的天体活动如超新星爆发等会产生大量的中微子,近年来国际上通过中微子研究天体物理过程的中微子天文学已成为一门前沿交叉学科。中微子可轻松穿透宇宙中致密的天体环境,因此是揭秘超高能宇宙射线起源的理想探针。

  中科院高能物理所牵头的江门中微子实验(JUNO)位于广东江门市开平附近埋深700米的地下实验室内。该实验的核心是一个直径35米、重2万吨的具有超高纯净度和国际最好能量精度的液体闪烁体中微子探测器。

  “江门中微子实验的建设预计于2021年全面完成,运行周期达20年以上。”王贻芳表示,实验运行后,能够回答一系列重大科学问题。

  通过测量来自广东阳江和台山核电站的中微子,实验可以测定中微子质量顺序、精确测量中微子振荡,同时开展对超新星中微子、大气中微子、太阳中微子、地球中微子、惰性中微子、核子衰变、暗物质间接探测等前沿方向的研究。

  项目副发言人之一、来自于意大利国家核科学研究所的资深研究员吉尔切诺·拉努奇告诉《中国科学报》,在世界几个最大规模的中微子实验项目中,江门中微子实验有望首次测定中微子质量顺序,并且对三类中微子振荡参数的完备性测量到前所未有的精度(1%)。合作组将液体闪烁体这一核心技术推进到前所未有的成熟度,未来十年将在基本粒子和天体物理领域取得一系列结果,成为国际中微子实验项目中的明星。

  大会主席、江门中微子实验合作组执行委员会成员之一、上海交通大学教授刘江来告诉《中国科学报》,实验将对中微子能量做前所未有的精度测量,需要一个高精度的能量刻度系统。该系统由上海交大团队负责研制,目前样机水平已经达到了实验需求,将是精确测量低能中微子不可或缺的利器。

  (原载于《中国科学报》 2019-01-17 第4版 综合)

 
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