記者從中科院高能物理研究所獲悉,大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)國際合作組15日在京宣布,位于廣東大亞灣核電站內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)過四年的建造,在地下100米深、距反應(yīng)堆僅360米的近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi),安裝就位的兩個(gè)中微子探測器已經(jīng)探測到來自核電站反應(yīng)堆群的中微子。
大亞灣實(shí)驗(yàn)合作組發(fā)言人、中國科學(xué)院高能物理研究所常務(wù)副所長王貽芳說,這標(biāo)志著大亞灣國際合作組對中微子第三種振蕩模式的測量邁出了第一步,實(shí)驗(yàn)結(jié)果很可能會對宇宙中為什么物質(zhì)多于反物質(zhì)提供線索。
據(jù)介紹,中微子是一種極難被探測到的基本粒子,它有三種類型,可以通過振蕩從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型。大亞灣實(shí)驗(yàn)是對中微子的第三種振蕩模式的測量。這最后一個(gè)未知的混合角數(shù)值的大小決定了未來中微子物理研究的發(fā)展方向,并且與宇宙中“反物質(zhì)消失之謎”有關(guān)。
由于科學(xué)意義重大,國際上曾先后對此提出了8個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。由我國科學(xué)家提出的大亞灣實(shí)驗(yàn)方案具有獨(dú)特的地理優(yōu)勢和獨(dú)到的設(shè)計(jì),得到了國際上的廣泛支持。自2006年起成立的大亞灣國際合作組,目前已發(fā)展為由來自6個(gè)國家和地區(qū)的39個(gè)研究機(jī)構(gòu)、250名研究人員組成。
“這是一個(gè)非凡的成果,來自全球數(shù)百位科學(xué)家和工程師通過八年的努力,建設(shè)了一個(gè)地下實(shí)驗(yàn)裝置,探測來自反應(yīng)堆的中微子,目標(biāo)是尋找一種新型的中微子振蕩并對它進(jìn)行精確測量。”王貽芳說。
“從大亞灣獲取的第一批數(shù)據(jù)使我們可以開始測量這個(gè)未知混合角,并最終將振蕩幅度測量至1%的精度以內(nèi)。”來自美國能源部勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的大亞灣合作組發(fā)言人陸錦標(biāo)教授說,“這個(gè)精度比現(xiàn)在的測量結(jié)果高出一個(gè)數(shù)量級,而且遠(yuǎn)比正在進(jìn)行中的其它實(shí)驗(yàn)精確得多!薄
陸錦標(biāo)說,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將對解釋中微子在宇宙大爆炸后最早的一段時(shí)期內(nèi)基本物質(zhì)的演化過程中起到的作用以及為什么今天宇宙中物質(zhì)比反物質(zhì)更多做出重大貢獻(xiàn)。
據(jù)介紹,大亞灣實(shí)驗(yàn)是一個(gè)中微子“消失”的實(shí)驗(yàn),它通過分布在三個(gè)實(shí)驗(yàn)大廳的8個(gè)全同的探測器來獲取數(shù)據(jù)。每個(gè)探測器為直徑5米、高5米的圓柱形,裝滿透明的液體閃爍體,總重110噸。周圍緊鄰的核反應(yīng)堆產(chǎn)生海量的電子反中微子,兩個(gè)近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳中的探測器將會測量這些中微子的初始通量,而遠(yuǎn)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳的探測器將負(fù)責(zé)尋找預(yù)期中的通量減少。
相比反應(yīng)堆每秒鐘產(chǎn)生的無數(shù)中微子而言,近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳中的探測器只能捕捉到極小的一部分,大約每天一千多個(gè)。而位于遠(yuǎn)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳的探測器每天只能探測到幾百個(gè)。科學(xué)家們預(yù)計(jì),要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),大約需要兩年的取數(shù)時(shí)間。
大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)是中美在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域規(guī)模最大的合作之一,中國與美國領(lǐng)導(dǎo)了實(shí)驗(yàn),同時(shí)還包括來自俄羅斯、捷克、中國香港和臺灣地區(qū)的合作者。這項(xiàng)研究也在我國開創(chuàng)了國家、地方與企業(yè)共同支持基礎(chǔ)科學(xué)研究的先河。