1月10日下午,繼大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)之后,由中國(guó)主持的第二個(gè)大型中微子實(shí)驗(yàn)——江門中微子實(shí)驗(yàn)在廣東省江門市開平市金雞鎮(zhèn)召開建設(shè)啟動(dòng)會(huì)。前來參加實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組會(huì)議的中外科學(xué)家近300人齊聚實(shí)驗(yàn)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng),共同見證了這一時(shí)刻。
會(huì)上,中科院副院長(zhǎng)陰和俊宣讀了白春禮院長(zhǎng)的批示并致辭,廣東省副省長(zhǎng)陳云賢、科技部基礎(chǔ)司副司長(zhǎng)郭志偉、國(guó)家基金委數(shù)理學(xué)部常務(wù)副主任汲培文、意大利國(guó)家核物理研究院院長(zhǎng)Fernando Ferroni、江門市副市長(zhǎng)吳國(guó)杰、黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司董事長(zhǎng)李文學(xué)也分別致辭。
白春禮在批示中希望江門中微子實(shí)驗(yàn)參研人員“能夠按照《“率先行動(dòng)”計(jì)劃》的有關(guān)要求,在大亞灣實(shí)驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上,再接再厲,潛心攻關(guān),扎實(shí)推進(jìn)江門中微子實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)工作,爭(zhēng)取早日運(yùn)行,早出重大成果,在中微子研究方面走在世界的前列,做出國(guó)家戰(zhàn)略科技力量應(yīng)有的重大創(chuàng)新貢獻(xiàn)!”
陰和俊在致辭中要求,“希望江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,能夠繼承和發(fā)揚(yáng)大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的精神,全力以赴,潛心致研,只爭(zhēng)朝夕,在各方的大力支持下,特別是在中外科學(xué)家的共同努力下,取得具有重大科學(xué)意義和國(guó)際影響的原創(chuàng)性科技成果,做出支撐國(guó)家戰(zhàn)略需求、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、經(jīng)得起歷史檢驗(yàn)的重大貢獻(xiàn)!”他表示,中科院將一如既往地支持這一項(xiàng)目。
該實(shí)驗(yàn)的首要科學(xué)目標(biāo)是利用反應(yīng)堆中微子振蕩確定中微子質(zhì)量順序,對(duì)于人類了解物質(zhì)微觀的基本結(jié)構(gòu)和宏觀宇宙的起源與演化具有重要意義。實(shí)驗(yàn)站將建在地下700米深處,計(jì)劃2020年投入運(yùn)行并開始物理取數(shù),運(yùn)行至少20年。實(shí)驗(yàn)建造的中微子探測(cè)器將是世界上能量精度最高、規(guī)模最大的液體閃爍體探測(cè)器。這一實(shí)驗(yàn)的啟動(dòng)標(biāo)志著我國(guó)中微子實(shí)驗(yàn)研究從起步到跨越的轉(zhuǎn)變。
在大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中微子的第三種振蕩模式后,國(guó)際中微子研究的下一個(gè)熱點(diǎn)目標(biāo)是測(cè)量中微子質(zhì)量順序。中微子有質(zhì)量,是目前發(fā)現(xiàn)的唯一有堅(jiān)實(shí)實(shí)驗(yàn)證據(jù)超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的現(xiàn)象,對(duì)它的研究有可能發(fā)現(xiàn)新物理。物理靈敏度分析表明,進(jìn)行這一研究的實(shí)驗(yàn)最佳站址在距反應(yīng)堆50至55公里,且與所有反應(yīng)堆距離相等的區(qū)域內(nèi)。通過詳細(xì)的地質(zhì)勘測(cè),科學(xué)家們將實(shí)驗(yàn)選址于江門市,這里距廣東陽(yáng)江和臺(tái)山反應(yīng)堆群約53公里,是世界上目前發(fā)現(xiàn)的最適合利用核反應(yīng)堆測(cè)量中微子質(zhì)量順序的地方。陽(yáng)江核電站共有6個(gè)反應(yīng)堆,已全部開建或建成,總熱功率為17.4GW。臺(tái)山核電站共規(guī)劃4個(gè)反應(yīng)堆,2個(gè)在建,總熱功率為18.4GW。陽(yáng)江與臺(tái)山核電站有效的反應(yīng)堆群功率世界第一。
由于科學(xué)意義重大、實(shí)驗(yàn)方案獨(dú)特,江門中微子實(shí)驗(yàn)引起世界科學(xué)界的矚目。2014年7月,實(shí)驗(yàn)組建了國(guó)際合作組,有中國(guó)(包括臺(tái)灣)、捷克、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、意大利、俄羅斯等國(guó)家和地區(qū)的45個(gè)研究單位的320多位研究人員正式參加實(shí)驗(yàn)。另外還有美國(guó)等5個(gè)國(guó)家的十幾個(gè)研究單位準(zhǔn)備加入。
實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組中方發(fā)言人、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳介紹,除了江門中微子實(shí)驗(yàn)外,日本、美國(guó)、歐洲、印度、韓國(guó)等5個(gè)國(guó)家和地區(qū)還有7個(gè)實(shí)驗(yàn)正在計(jì)劃進(jìn)行中微子質(zhì)量順序的研究。他表示,江門中微子實(shí)驗(yàn)憑借我們領(lǐng)先的液體閃爍探測(cè)器技術(shù)和反應(yīng)堆中微子物理,提出了原創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)方案,有望率先測(cè)定中微子質(zhì)量順序。
中微子是一種不帶電,質(zhì)量極其微小的基本粒子,共有三種類型,即電子中微子、μ中微子和τ中微子,在目前已知的構(gòu)成物質(zhì)世界的12種基本粒子中,占了四分之一,在微觀的粒子物理和宏觀的宇宙起源及演化中都扮演著極為重要的角色。自從上個(gè)世紀(jì)50年代科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子以來,對(duì)它的研究始終被視為全球科學(xué)界的前沿課題。
大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中微子第三種振蕩模式,打開了理解反物質(zhì)消失之謎的大門,使我國(guó)的中微子實(shí)驗(yàn)研究從無到有并走到了世界前列。江門中微子實(shí)驗(yàn)則瞄準(zhǔn)國(guó)際中微子研究領(lǐng)域目前的熱點(diǎn)問題:中微子質(zhì)量順序測(cè)量。中微子質(zhì)量順序是測(cè)量CP相位角的必要條件,也是中微子的內(nèi)稟屬性之一,決定了中微子的味結(jié)構(gòu),是所有粒子物理模型都必須面對(duì)的問題。它直接影響中微子及反中微子與物質(zhì)的相互作用,并因此在宇宙演化、太陽(yáng)及超新星中微子的產(chǎn)生與傳播、各種長(zhǎng)基線中微子振蕩等有重要影響。它還將決定另一類極為重要的實(shí)驗(yàn)——無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)的未來發(fā)展方向。
江門中微子實(shí)驗(yàn)可以精確測(cè)量中微子6個(gè)振蕩參數(shù)中的3個(gè),并達(dá)到好于1%的國(guó)際最好水平,使檢驗(yàn)中微子混合矩陣的幺正性、發(fā)現(xiàn)新物理成為可能。它也可以研究超新星中微子、太陽(yáng)中微子、地球中微子、惰性中微子等,不僅能對(duì)理解微觀的粒子物理規(guī)律做出重大貢獻(xiàn),也將對(duì)宇宙學(xué)、天體物理乃至地球物理做出重大貢獻(xiàn)。王貽芳表示,實(shí)驗(yàn)裝置沒有放射性,天然環(huán)境中的放射性反而會(huì)干擾中微子探測(cè)器,因此所有的實(shí)驗(yàn)裝置和材料都必須比日常環(huán)境更干凈,另外,實(shí)驗(yàn)本身也不會(huì)產(chǎn)生廢液、廢氣,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,這是一個(gè)無污染科研項(xiàng)目。
中國(guó)科學(xué)院、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委的領(lǐng)導(dǎo),意大利國(guó)家核物理研究院、意大利中微子與天體物理學(xué)基金委員會(huì)的負(fù)責(zé)人考察了實(shí)驗(yàn)建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。
建設(shè)啟動(dòng)會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
江門中微子實(shí)驗(yàn)站地理位置
江門中微子實(shí)驗(yàn)站配套基建工程地面建筑三維布置圖(黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司設(shè)計(jì))