原標題:江門中微子實驗啟動建設 實驗將測量“幽靈粒子”質量順序
  國際在線消息(記者 阮明藝):近日,大型中微子實驗——江門中微子實驗在廣東省啟動建設,這一實驗的啟動標志著中國中微子實驗研究從起步到跨越的轉變,同時也使人類離揭示宇宙起源之謎更近了一步。
  中微子是一種不帶電且質量極其微小的基本粒子。因為可以自由穿梭而且幾乎不與任何物質發生作用,所以中微子又被稱為“幽靈粒子”。大多粒子物理與核物理過程都伴隨著中微子的產生,比如像核發電和太陽發光等等。可以說,中微子在微觀層面上的粒子物理和宏觀層面上的宇宙起源及其演化等過程中都扮演著很重要的角色,對它的研究始終是全球科學界的前沿課題。因為中微子質量非常小,測量它的絕對質量現在是不可能的,科學家目前所能進行的研究就是測量幾種中微子的質量順序。上周末,中國科學院在廣東啟動了江門中微子實驗的建設工程,要對這種“幽靈粒子”進行質量順序的測量。
  在廣東省江門市開平市金雞鎮實驗建設啟動會的現場,近300名中外科學家出席了啟動會並參觀了1341米的地下斜井的建設工地。據瞭解,江門中微子的實驗站將建在地下700米深處,計劃2020年投入運行並開始物理取數,運行至少20年。
  2012年,中國科學家在大亞灣中微子實驗中發現了中微子的第三種振蕩模式,這使得科學家能夠開始準備下一代物理實驗:測量中微子的質量順序。中國科學院高能物理研究所所長王貽芳介紹,江門中微子實驗就是要利用反應堆中微子振蕩來確定中微子的質量順序:“3種中微子互相發生振蕩會產生六個獨立參數,江門測量的是中微子質量順序這個獨立參數,就是知道3種中微子哪個重哪個輕,它們的性質是怎麼樣的。因為中微子質量非常小,測量它的絕對質量現在是不可能的,現在只是知道第一它有質量,第二不同的中微子之間質量有差別,同時我們要知道這個差別哪個重哪個輕,看起來是個很小的事情,我們只能是一步一步去瞭解中微子。”
  雖然測量出中微子的質量順序,將推動人類對宇宙學、天體物理乃至地球物理的進一步認識,但“幽靈粒子”中微子極其難捕捉,並且目前日本、美國、歐洲、印度等國家和地區也都正在計划進行中微子質量順序的研究,那麼江門中微子實驗不同在哪兒呢?王貽芳所長介紹,在實驗方案上,江門中微子實驗首次提出了利用核反應堆來進行實驗:“在我們之前沒有人提出過用多個核反應堆的工廠、用這樣一個大的探測器來測量中微子的質量順序。當然在這之前有理論家說過反應堆出來的中微子能譜,是有質量順序信息的,但從來沒有人把它具體化成為一個實驗方案。”
  王貽芳所長還介紹說,這次試驗用來捕捉中微子的探測器也將是世界上能量精度最高、規模最大的液體閃爍體探測器,這將大大提高捕捉中微子的水平:“探測中微子最基本的方法就是讓中微子和我們的探測器的材料發生相互作用,發生作用以後,這個材料就會發光,我們在液體閃爍體的外面裝了光電探測器,所以它產生了光以後,光子就會到達這個光電探測器,光電探測器就會把這個光轉換為電信號,通過電纜把電信號給輸出來。”
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