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海洋试点国家实验室深海中微子探测取得重大进展

2021-10-26 09:40     来源:青岛蓝谷     中微子粒子物理核物理
日前,深海中微子探测设备——“白泽”号圆满完成了长达60天的深海试验,已顺利回收。该设备由海洋试点国家实验室海洋观测与探测联合实验室(西安光机所部分)联合中国海洋大学、中科院西安光机所、西安交通大学和中科院深海所等单位共同研制,作为海洋试点国家实验室“透明海洋”战略的重要组成部分,设备于8月23日进行了南海1383米水深的布放,是国内首次开展深海中微子探测的实质性尝试。


图1“白泽”号回收现场(南海)


图2潜标组件回收(南海)

中微子作为物质世界组成的基本粒子之一,在粒子物理和宇宙学中扮演了十分重要的作用,特别对理解物质起源、宇宙演化、暗物质结构等一系列物理学基本问题有着至关重要的作用,是当前物理学基础研究的一大热点。通过对中微子基本性质的研究,有助于我们在天体物理、粒子物理等学科的一些开放性问题上取得突破性进展。针对中微子相互作用微弱、难以被探测的技术难点,“白泽”号内置了一套复合型高灵敏度光电探测器,采用自容式供电与存储的工作模式,通过小型化和低功耗架构设计,方便搭载于小型潜标进行深潜与长期观测工作。

本次深海中微子探测试验得到279,774条次观测数据,实现了深海环境中多个方向瞬态光辐射信息的有效记录,包含了由高能宇宙中微子在水中激发的契伦科夫辐射信息,以及进入视场范围内的生物发光信息。本次探测是深海中微子望远三步走计划中的第一步,实现了深海发光环境的数据收集和探测仪器设计的初步验证。下一步,海洋观测与探测联合实验室(西安光机所部分)将围绕所获数据进行深入分析,验证多向微光同步监测的可行性,形成契伦科夫辐射光和生物发光的有效判别机制,为后续深海中微子望远镜科学装置的建设提供有力的研究基础。

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