中微子实验有了新目标(科技视点)

2020-12-21 05:58:42 作者: 中微子实验有

4个中微子勘探器安装在巨大的水池中。

我国科学院高能物理研讨所供图

大亚湾中微子试验3号试验厅,坐落山腹之中,上面是360米的岩石层。

二零二零年十二月十二日,中科院院士、中科院高能物理研讨所所长王贻芳在这里的试验操控屏前按下中止按钮,并宣告:“大亚湾反响堆中微子试验(以下简称“大亚湾试验”)圆满完结科学任务,正式退役!”

从2011年十二月24日大亚湾试验三个试验厅一同运转开端,至此,大亚湾试验共运转了3275天。

初次发现中微子的第三种振动形式

2012年,是大亚湾试验备受重视的一年。

这一年3月,王贻芳领衔的大亚湾试验团队宣告,历时6年的大亚湾试验取得了严重打破——初次发现了中微子的第三种振动形式,并准确丈量到其振动概率。这项效果在国际高能物理界引起火热反响,被誉为“敞开了未来中微子物理开展的大门”。

同年末,该效果当选美国《科学》杂志2012年度十大科学打破,尔后,王贻芳和团队获得了累累荣誉,其间包含被称为科学界“榜首巨奖”的根底物理学打破奖。

构成物质国际的12种基本粒子中,中微子就占了1/3,它在国际中广泛存在。由于它简直不跟任何物质发生效果,不容易被捕捉到,因而也成为人类迄今为止了解最少的一种基本粒子。

“但是,了解中微子非常重要,对它的知道和研讨将有助于揭开国际演化的许多奥妙。”王贻芳说。

依据“大爆炸”理论,国际在诞生之时,物质与反物质应该是等量发生的。但在曩昔的近百年里,人类在可观测到的国际范围内,一向没有发现国际中有很多反物质存在的痕迹。到现在,科学家们认为,反物质现已消失了。那反物质究竟去哪儿了?这是国际来源和演化中的一个严重疑团,而中微子振动或许是解开这个疑团的钥匙。

要解开这个疑团,中微子混合参数θ13数值的丈量是有必要跨过的一步。

王贻芳说:“中微子混合参数总共有6个,曾经现已有3个半被测出了。只要对混合参数θ13完结丈量之后,科学家才干进行下一步作业。”

2003年冬季,其时仍是我国科学院高能物理研讨所一名一般研讨员的王贻芳注意到,使用反响堆中微子来测θ13已成为国际热门,多个外国团队正方案进行同类试验。

“我国绝不能失去这次时机,应该积极参与其间。”同年,王贻芳便提出试验方案,使用我国大亚湾核反响堆群发生的很多中微子,来寻觅中微子的第三种振动,并和搭档们规划出了试验设备。尔后,通过多方奔波呼吁,2006年,大亚湾试验项目获准立项,成为其时我国根底科学范畴最大的国际合作项目。

要捕捉到来无影去无踪的中微子,勘探器要满足大和满足活络,一同还有必要不被国际线影响。因而,国际各国的中微子勘探器大多建在地下,用厚重的岩层来屏蔽国际中各种高能粒子的影响。大亚湾试验也不破例,3个试验大厅,均坐落山腹内,由水平地道相连,上面是厚达几百米的岩石层。

由于绝佳的试验规划方案,起先并不被国内外同行看好的王贻芳团队,在大亚湾试验建成运转后,仅用了55天时间,便发现了一种新的中微子振动形式,并准确丈量了混合参数θ13。

尔后,大亚湾试验根据持续累积的统计量和剖析技能的改善,不断更新θ13的丈量效果,一向坚持国际最高精度。

“在可以预见的未来,大亚湾试验的丈量精度也不会被其他试验逾越。”王贻芳笃定地说。

为何要在此刻挑选退役

运转近十年,大亚湾试验硕果累累。

2013年,完结了中微子能谱剖析研讨,从而初次直接丈量了与反响堆中微子振动相关的质量平方差。

二零一六年,准确丈量了反响堆中微子能谱,发现与理论模型存在两种误差……

在外界看来,效果频出的大亚湾试验项目合理壮年。为何要在此刻按下中止键?

对此,王贻芳的答复是:“曾经设定的科学方针现已都完结了,持续运转很大程度上是为了进步丈量精度,但假如精度不能再进一步进步,持续运转就没有任何含义。”

大亚湾试验的规划方案在2003年就提出了,距今已有17年。

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