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實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介
2013-08-02 | 瀏覽次數(shù): | 【

  江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將設(shè)計(jì)、研制并運(yùn)行一個(gè)國(guó)際領(lǐng)先的中微子實(shí)驗(yàn)站,以測(cè)定中微子質(zhì)量順序、精確測(cè)量中微子混合參數(shù),并進(jìn)行其它多項(xiàng)科學(xué)前沿研究。

  【科學(xué)研究】中微子的質(zhì)量順序,是國(guó)際中微子研究的核心問(wèn)題。日本、美國(guó)、歐洲、印度、韓國(guó)等5個(gè)國(guó)家有7個(gè)實(shí)驗(yàn)正在計(jì)劃或已進(jìn)行這方面的研究。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將測(cè)量中微子質(zhì)量順序,精確測(cè)量中微子混合參數(shù),同時(shí)也將研究大氣中微子、太陽(yáng)中微子、超新星中微子、地球中微子等,具有豐富的物理目標(biāo)。

  【實(shí)驗(yàn)建設(shè)】江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)2015年開(kāi)始建設(shè),計(jì)劃2023年底建成并開(kāi)始運(yùn)行取數(shù)。建設(shè)內(nèi)容包括:位于地下700米的地下洞室、大型的水池、一個(gè)裝滿(mǎn)2萬(wàn)噸液體閃爍體和光電倍增管的中微子探測(cè)器以及少量配套的設(shè)施。實(shí)驗(yàn)本身不產(chǎn)生廢氣、廢液等有害物質(zhì),對(duì)周?chē)h(huán)境也不產(chǎn)生有害影響。

  2萬(wàn)噸的液體閃爍體探測(cè)器,位于地下700米,能量分辨率達(dá)到前所未有的3%。液體閃爍體是探測(cè)中微子的介質(zhì)。當(dāng)大量中微子穿過(guò)探測(cè)器時(shí),偶爾會(huì)在探測(cè)器內(nèi)發(fā)生反應(yīng),發(fā)出極其微弱的閃爍光,從而被光敏器件(光電倍增管)探測(cè)到。液體閃爍體99.7%的成份是烷基苯,是日用洗滌劑的主要原材料,具有無(wú)毒、易生物降解、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)點(diǎn)。

  液體閃爍體密封在鋼和有機(jī)玻璃制作的容器中,然后浸泡在一個(gè)巨大的水池中。水池中也安裝光電倍增管,用來(lái)探測(cè)宇宙線(xiàn)。

  在我們生活的日常環(huán)境中,實(shí)際存在大量的宇宙射線(xiàn)和來(lái)自巖石、空氣、灰塵的天然放射性。如果不加任何屏蔽,它們?cè)谔綔y(cè)器中產(chǎn)生的信號(hào)將比稀有的中微子信號(hào)多上億倍。因此,中微子探測(cè)器需要一個(gè)極其干凈的環(huán)境:需要放在很深的地下,用巖石來(lái)阻擋宇宙射線(xiàn);需要泡在水池中,用水來(lái)阻擋來(lái)自巖石、空氣、灰塵的天然放射性。

  【實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)】江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將建于廣東江門(mén)開(kāi)平市金雞鎮(zhèn)、赤水鎮(zhèn)一帶的打石山。

  江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)的大氣中微子、太陽(yáng)中微子、超新星中微子、地球中微子等研究對(duì)具體實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)沒(méi)有要求,但最重要的科學(xué)目標(biāo)——測(cè)量中微子質(zhì)量順序,要求位于距反應(yīng)堆約60公里,來(lái)自反應(yīng)堆的中微子在此處振蕩效應(yīng)最明顯。打石山正好位于距陽(yáng)江和臺(tái)山反應(yīng)堆等距的53公里處。同時(shí),山體也能屏蔽宇宙射線(xiàn)。

  【實(shí)驗(yàn)意義】粒子物理是最重要的科學(xué)前沿之一。中微子研究是國(guó)際粒子物理研究的熱點(diǎn),也是唯一有實(shí)驗(yàn)證據(jù)超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型,可以取得重大突破的方向,是粒子物理、天體物理和宇宙學(xué)研究的交叉。

  我國(guó)大亞灣實(shí)驗(yàn)已在這一世界前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域取得重大成果,發(fā)現(xiàn)了中微子第三種振蕩模式,打開(kāi)了理解反物質(zhì)消失之謎的大門(mén)。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將解決國(guó)際中微子研究中下一個(gè)熱點(diǎn)和重大問(wèn)題:中微子質(zhì)量順序,不僅能對(duì)理解微觀(guān)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)。

  江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)將帶動(dòng)建立一支國(guó)際領(lǐng)先的科研團(tuán)隊(duì),使我國(guó)的粒子物理研究走在世界前列,并帶動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,為實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略做出重要貢獻(xiàn)。


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