南方网讯 7月22日,广东省委网信办联合广东省大湾区办主办的“未来已来·湾有引力”网络主题采风活动进入第四天。由中央网络媒体和粤港澳三地网络媒体记者、网络名人、高校师生代表等组成的四十多人采风团走进江门,了解当地最新建设进展。
四方上下为宇,往古来今为宙。宇宙浩瀚,寂静而深邃。中微子,是传达宇宙奥秘的“信使”,然而这位信使,对人类而言,同样神秘莫测。
据介绍,中微子是构成物质世界最基本的12种粒子之一,不带电且质量非常轻,以接近光速运动。由于其只参与非常微弱的弱相互作用,具有极强的穿透力,可轻松穿过地球和太阳,因此中微子的检测非常困难。在所有基本粒子中,人们对中微子了解最少。
一座中微子实验装置正在江门开平市地下700米处修建,深藏于大山之中。据了解,该实验的首要物理目标是利用反应堆中微子振荡确定中微子质量顺序。
“我们所探测的中微子是很难被捕捉到的,在日常生活中充斥着很多宇宙线,它们对我们生活没有影响,却会干扰对中微子的探测,因此要依靠700米的岩石层将宇宙线屏蔽。”中国科学院高能物理研究所高级工程师、物理学博士武建华介绍。
为何选址在江门?武建华表示,核电站反应堆是很好的中微子源,当前选址距离阳江核电站和台山核电站大概都是53公里,非常适合利用两处反应堆发出来的中微子进行物理研究。
采风团乘矿车缓缓而下,约十分钟后到达地下实验室,一个巨型球体呈现在眼前。据介绍,这是正在建造的一个球形液体闪烁体探测器,称为中心探测器。其有机玻璃球直径35.4米,外侧为直径41米的不锈钢网架,光电倍增管等一系列探测设备的安装工作正在紧张进行中。
武建华表示,钢球安装不允许焊接,全部靠人工用12万套螺栓铆起来,安装过程当中需要非常注意变形的控制,稍有偏差便不能完成安装任务。
中心探测器内部灌装有2万吨液体闪烁体,由布满内壁的大约2万个光电倍增管共同探测中微子被“俘获”时产生的闪烁光。光电倍增管将光转变成电信号,电信号被放大后形成电子脉冲被记录下来。
“数据在地面数据机房经短暂的过渡后,通过专线直接传送至北京数据中心。我们依靠大量的中微子数据去寻找规律,分析中微子的物理性质。”武建华说。
据了解,中微子的质量顺序在宇宙演化、太阳及超新星中微子的产生与传播、各种长基线中微子振荡等方面有重要影响。精确测量中微子振荡参数,使检验中微子混合矩阵的幺正性、发现新物理成为可能,对中微子物理的未来发展具有重要意义。另外,对它的研究远远超出粒子物理的范畴,是粒子物理、天体物理、宇宙学、地球科学的交叉与热点学科。
“正如此前丁肇中教授所言,能够预见到实验有怎样的惊喜或者突破的话,那么一般情况下不会有什么新的发现、新的颠覆性的东西出来。待真正去做的时候,那些与原来预测不一样的地方,可能才是存在新物理的地方。”武建华说,“这项研究可能是打开未来研究方向之门的一把钥匙,然而目前都只是理论上的猜测而已。这很难,但总得有人要去做。”
据悉,本实验计划在2024年完成探测器的安装并开始调试、取数。(陈伟峰)