江門中微子實(shí)驗(yàn)探測(cè)器建設(shè)進(jìn)度過(guò)半,圖為探測(cè)器內(nèi)部安裝現(xiàn)場(chǎng)。
近日獲悉,備受關(guān)注的江門中微子實(shí)驗(yàn)室建設(shè)又有新進(jìn)展。據(jù)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,目前江門中微子實(shí)驗(yàn)裝置的土建工程已經(jīng)基本完成,探測(cè)器的建設(shè)也已經(jīng)完成了過(guò)半,預(yù)計(jì)今年年底能基本完工。明年將開(kāi)始灌裝液體的工作并運(yùn)行取數(shù),有望在全球率先測(cè)得關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
據(jù)了解,江門中微子實(shí)驗(yàn)裝置由中心探測(cè)器、反符合探測(cè)器、水池等部分組成。待實(shí)驗(yàn)裝置建成后,中心探測(cè)器的有機(jī)玻璃球內(nèi)部將加滿2萬(wàn)噸液體閃爍體(以下簡(jiǎn)稱“液閃”),其潔凈度要求極高,2萬(wàn)噸液閃中最多允許有0.008克灰塵總量,而外部將布滿3.5萬(wàn)噸高純水。
中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界最基本粒子中的一種,主要誕生于粒子物理或核物理過(guò)程。“中微子就好比研究天體和地球內(nèi)部的探針,對(duì)于粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)等學(xué)科研究具有重要作用。”江門中微子實(shí)驗(yàn)室相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。而中微子能以接近光速的速度運(yùn)動(dòng),只參與非常微弱的弱相互作用,且具有極強(qiáng)的穿透性。因此,中微子的數(shù)量雖然非常多,卻極難捕獲。研究中微子,對(duì)裝置的位置、技術(shù)和建設(shè)水平等有著很高的要求。
據(jù)介紹,江門中微子實(shí)驗(yàn)攻克了眾多技術(shù)挑戰(zhàn),如成功研制擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的大尺寸微通道板型光電倍增管;順利完成高性能液閃的中試研究;完成35.4米直徑有機(jī)玻璃球、40.1米直徑不銹鋼網(wǎng)架等探測(cè)器關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)和研制,并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。
據(jù)了解,江門中微子實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)、建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平,將為世界探索前沿科學(xué)問(wèn)題、攻克關(guān)鍵核心技術(shù)提供強(qiáng)有力的研究平臺(tái)。江門中微子實(shí)驗(yàn)室建成后,將提升我市區(qū)域創(chuàng)新綜合能力,優(yōu)化珠江口東西兩岸科創(chuàng)格局,提升珠三角創(chuàng)新引擎能級(jí)。
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將增設(shè)臺(tái)山中微子實(shí)驗(yàn)
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所副所長(zhǎng)、江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目常務(wù)副經(jīng)理曹俊表示,2012年大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)率先發(fā)現(xiàn)中微子振蕩的振幅遠(yuǎn)大于預(yù)期,于是有了建設(shè)江門中微子實(shí)驗(yàn)室的計(jì)劃。到了2016年,大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的一個(gè)結(jié)果讓他們意識(shí)到,反應(yīng)堆中微子能譜理論模型存在偏差,因此需要在江門中微子實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再增設(shè)一個(gè)近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。
作為江門中微子實(shí)驗(yàn)的一部分,曹俊表示準(zhǔn)備在臺(tái)山建造一個(gè)獨(dú)立的小型探測(cè)器,稱為臺(tái)山中微子實(shí)驗(yàn)。
“本來(lái)我們可以直接套用大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的探測(cè)技術(shù),但同樣的技術(shù)再做一次意義不大。”曹俊表示,于是該團(tuán)隊(duì)開(kāi)始思考如何研發(fā)新的探測(cè)器。他們把普通的光電倍增管換成最子效率高得多的硅光電管。“我們發(fā)明了低溫液體閃爍體,克服了硅光電管噪聲大的缺點(diǎn),從而使探測(cè)器的光產(chǎn)額提高了4倍。未來(lái),臺(tái)山中微子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會(huì)成為江門中微子實(shí)驗(yàn)的重要基礎(chǔ)。”曹俊說(shuō)。