新华全媒+丨捕获“幽灵粒子” 揭开江门中微子实验神秘面纱
2024年11月22日 阅读:42816
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新华社北京11月22日电 题：捕获“幽灵粒子” 揭开江门中微子实验神秘面纱
新华社记者张泉、陈宇轩
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我国大科学装置——江门中微子实验的探测器主体日前建成。江门中微子实验位于广东江门开平市，将以测量中微子质量顺序为首要科学目标，同时开展多项重大前沿交叉研究。
据介绍，中微子是组成物质世界最基本的粒子之一，是宇宙中最古老的物质粒子，宇宙诞生之初就产生了大量中微子。
中微子在自然界几乎无处不在。例如，一个典型的核反应堆每秒钟产生6万亿亿个中微子，超新星爆炸、宇宙线轰击大气等过程也会产生大量中微子。每秒钟有3亿亿个太阳中微子穿过每个人的身体。
“探测中微子并开展相关研究，对于理解微观世界规律和宏观宇宙的起源、演化等具有重要意义。例如，宇宙中反物质丢失之谜，极有可能与中微子有关。”中国科学院高能物理研究所所长曹俊说。
自1956年直接探测到中微子以来，人类对中微子的探索与研究从未止步。其中，2012年3月，我国大亚湾中微子实验发现中微子第三种振荡模式，为中微子研究作出了重要贡献。尽管科学界取得一系列发现，但中微子仍存在大量未解之谜。
探测中微子并非易事。中微子不带电荷、质量极其微小，并且几乎不与任何物质相互作用，穿透能力强，非常难以探测，因此也被称为“幽灵粒子”。
江门中微子实验就是用于捕获这些“幽灵粒子”。江门中微子实验的核心探测设备是一个有效质量2万吨的液体闪烁体探测器，它位于地下700米深处。中微子由于具有极强的穿透力，可以轻松到达这里，而宇宙线和外界其他干扰则被有效屏蔽。
在建设过程中，我国科研人员在国产新型光电倍增管、高性能液体闪烁体、超大跨度实验洞室等一系列前沿技术领域取得突破，确保江门中微子实验性能优良。后续，江门中微子实验将进入超纯水与液体闪烁体灌装阶段，并将于2025年8月运行取数。
江门中微子实验将以测量中微子质量顺序为首要科学目标。据介绍，中微子共有三种，分别是电子中微子、缪子中微子、陶子中微子，测量并确定三种中微子的质量顺序，对于深化中微子相关理论研究具有重要意义，是中微子研究领域的焦点问题。
“我们想知道中微子的绝对质量到底是多少，同时也想通过中微子的振荡，知道中微子之间的相对质量差是多少。这些研究将让我们更好地理解宇宙和物质世界。”江门中微子实验首席科学家王贻芳院士说。
此外，江门中微子实验还将开展超新星中微子、地球中微子、太阳中微子、大气中微子、质子衰变等多项重大前沿交叉研究。
【责任编辑:张樵苏】
