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【2022两会提案】王贻芳代表透露江门中微子实验最新进展

2022-03-03 13:55     来源:科技日报     中微子实验 中微子

大亚湾中微子实验的句号,并不是我国中微子研究的终点。新的“接棒者”——江门中微子实验已经进入建设关键阶段。

“江门中微子实验目前已经完成了绝大部分的基础建设,无论是地下实验大厅,还是相关的水电气等设备,都已经完成,并安装到位,现在已经开始了探测器安装。”3月1日,全国人大代表、中国科学院院士、中科院高能物理所所长王贻芳在接受科技日报记者采访时透露。

中微子是一种不带电、质量极其微小的基本粒子,有人形象地将其比作基本粒子中的“隐士”,它们几乎不与任何物质发生相互作用。为侦测它,人类不得不大费周章。

正在安装的中微子探测器的主体是一个有12层楼高的有机玻璃球,里面装有2万吨液体闪烁体和数万只光电倍增管,“预计明年才能全部安装完成”。

在中微子探测器中,液体闪烁体是探测中微子的介质,主要用来捕获中微子并发光,光电倍增管用来“捕捉”光,而有机玻璃球则是液体闪烁体的容器,用它把液体闪烁体和球外的高纯水分隔开。

“当大量中微子穿过探测器时,偶尔会在探测器内发生反应,发出极其微弱的闪烁光,这些光会被光电倍增管捕捉到。”王贻芳解释道。

江门中微子实验于2015年开始建设,建于广东江门开平市金鸡镇、赤水镇一带的打石山。建成以后,它将围绕一些重要的科学目标开展实验。王贻芳说,我们将测量中微子的相对质量,也就是第二种和第三种中微子的质量顺序;同时,也将测量中微子振荡的参数,与现在的精度相比,要提高一个量级。

“在宇宙演化过程中,有大量的超新星爆发。这些超新星爆发都会遗留大量的中微子在宇宙当中,我们希望能够发现超新星遗迹中微子,这是以前从未被观测到的。”王贻芳说,也希望能够有幸等到一次超新星爆发,这样我们就能捕捉到上千个超新星中微子。

当前,中微子探测领域的国际竞争可谓相当激烈。日本的“顶级神冈”探测器和美国的“深部地下中微子实验”设施都正在建设中,这两个实验预计将在2027至2030年开始运行,未来全球中微子实验将形成三足鼎立之势。

谈到江门中微子实验的优势,王贻芳充满自信。他说,与日本、美国正在建设的中微子实验相比,江门中微子测量中微子的质量顺序与中微子振荡的另一个未知参数CP相角无关,同时,它将在2023年开始运行,比日本和美国的实验提前4-6年,我国的中微子研究下好了“先手棋”。

未来江门中微子实验是否也会像大亚湾实验一样退役?它的运行期限有多长?

针对这些大众关心的问题,王贻芳透露,江门中微子实验设计寿命是30年,运行过程中,还将会做一次升级改造,使得它除了能够实现刚才说的科学目标之外,还能够测量中微子双β衰变过程。

“通过对这个过程的测量,我们希望把中微子的绝对质量定下来,或者做一个最好的质量限制。在测量中微子的绝对质量的双β衰变方面,江门中微子实验室将是世界最灵敏的一个实验。”王贻芳说,它的建成,会使中国的中微子实验研究走到世界最前列。


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