11月20日,江門中微子實驗探測器主體建成。記者從中國科學(xué)院高能物理研究所獲悉,這一標(biāo)志性成就預(yù)示著該項目即將進入下一階段——超純水與液體閃爍體的灌裝,預(yù)計于2025年8月正式運行取數(shù)。
中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子之一,也是宇宙中最古老、數(shù)量最多的物質(zhì)粒子。人類自1956年發(fā)現(xiàn)中微子以來,對其的探索與研究從未停止。為深入探索中微子的奧秘,江門中微子實驗于2013年立項,2015年正式開工建設(shè)。該實驗以測量中微子質(zhì)量順序為首要科學(xué)目標(biāo),并同步進行超新星中微子、地球中微子、太陽中微子、大氣中微子、質(zhì)子衰變等多項重大前沿交叉研究。
江門中微子實驗的核心探測設(shè)備是一個位于地下700米的巨型液體閃爍體探測器。該探測器被安置在地下實驗大廳內(nèi)一個深達44米的池子中央。其主體結(jié)構(gòu)為一個直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼,這一堅固的支撐結(jié)構(gòu)能夠承載直徑35.4米的有機玻璃球、2萬噸液體閃爍體,以及數(shù)以萬計的光電倍增管、電纜、防磁線圈、隔光板等關(guān)鍵探測器部件。
值得一提的是,江門中微子實驗探測器主體采用了世界上最大的單體有機玻璃結(jié)構(gòu),由263塊、每塊厚度達120毫米的有機玻璃拼接而成。這種“薄如蛋殼”的玻璃球不僅擁有出色的抗拉扯和抗撞擊性能,還能在內(nèi)外不同壓強的液體環(huán)境中保持穩(wěn)定,可滿足未來30年的使用需求。待所有安裝任務(wù)完成后,科研人員將在有機玻璃球內(nèi)注入特制的液體閃爍體,并在放置探測器的池中注入超純水。
江門中微子實驗首席科學(xué)家王貽芳表示:“通過江門中微子實驗這一大科學(xué)裝置來認(rèn)識、研究中微子,對于粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)意義。建設(shè)過程中,我們也在國產(chǎn)新型光電倍增管研制、高性能液體閃爍體研制、超大型高精度探測器設(shè)計制造、超大跨度實驗洞室等一系列前沿技術(shù)領(lǐng)域取得實質(zhì)性突破,充分展現(xiàn)了大科學(xué)計劃對技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的強大拉動作用。”
江門中微子實驗正日益成為國際科研合作的新典范。王貽芳透露,該項目已成功吸引了來自17個國家和地區(qū),共計74個研究機構(gòu)的750名科研人員積極參與。通過經(jīng)費投入分擔(dān)、技術(shù)共同研發(fā)、科研成果共享的方式,江門中微子實驗正有力推動全球中微子研究領(lǐng)域的共同進步與發(fā)展。