导读:3月8日下午,大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布,位于广东大亚湾核电站内的实验装置经过历时4年的建造,在地下100米深、距反应堆仅360米的近点实验大厅内,安装就位的两个中微子探测器已经探测到来自核电站反应堆群的中微子。这标志着大亚湾实验对中微子第三种振荡模式的测量迈出第一步,实验结果很可能会对宇宙中为什么物质多于反物质提供线索。

内容提示:3月8日下午,大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布,位于广东大亚湾核电站内的实验装置经过历时4年的建造,在地下100米深、距反应堆仅360米的近 点实验大厅内,安装就位的两个中微子探测器已经探测到来自核电站反应堆群的中微子。这标志着大亚湾实验对中微子第三种振荡模式的测量迈出第一步,实验结果 很可能会对宇宙中为什么物质多于反物质提供线索。
正文:

  3月8日下午,大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布,位于广东大亚湾核电站内的实验装置经过历时4年的建造,在地下100米深、距反应堆仅360米的近点实验大厅内,安装就位的两个中微子探测器已经探测到来自核电站反应堆群的中微子。这标志着大亚湾实验对中微子第三种振荡模式的测量迈出第一步,实验结果很可能会对宇宙中为什么物质多于反物质提供线索。

2012-2016年中国螺柱市场分析及发展趋势研究报告

2012-2016年中国垫圈市场分析及发展趋势研究报告

2012-2016年中国档圈市场分析及发展趋势研究报告


  反物质消失之谜

  “中微子的第三种振荡一直是科学界的未解之谜,第一种和第二种振荡的发现都获得了诺贝尔奖,第三种振荡发现的难度更高,这次大亚湾实验发现了中微子振荡的新模式,为破解宇宙之谜打开了一扇大门。”上海交通大学物理系主任、粒子物理宇宙学研究所所长季向东教授说。

  用中国科学院院士、中国高能物理学会理事长赵光达的话说,最新实验结果可能有助于理解宇宙中物质-反物质不对称现象,即宇宙中“反物质消失之谜”。

  对普通公众而言,只在《2012》这样的科幻电影里听说过充当“灾难制造者”的中微子。

  “事实上,如果没有中微子,太阳不会发光,不会有比氢更复杂的原子,因此也不会有地球、人类。”大亚湾反应堆中微子实验项目工程副经理、中科院高能物理研究所研究员曹俊此前在接受新华社记者采访时曾描述说,中微子不仅在微观世界最基本的规律中起着作用,而且与宇宙的起源和演化有关,例如宇宙中反物质消失很可能由中微子造成。

  从1988年开始,先后有6位科学家因为中微子研究而获得诺贝尔奖,对中微子研究的每一次进展,均完善乃至颠覆了人类对世界的认知。

  作为一种不带电、质量极其微小的基本粒子,中微子难以捉摸,太阳、宇宙线、核电站等都能产生大量中微子,甚至于人体极为微弱的天然放射性,每天也会产生大量的中微子。它极难被探测,几乎不与物质发生相互作用,可以轻松地穿过人体、建筑,甚至地球,不带来任何影响。

  中微子第三种振荡

  中微子有三种类型,在目前已知的构成物质世界的12种基本粒子中,占了四分之一。它有一个特殊的“脾性”,可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型。这就是专家们所说的“中微子振荡”。一般认为,中微子有三种振荡模式,前两种振荡模式即“太阳中微子之谜”和“大气中微子之谜”已被实验证实。但第三种振荡则一直未被发现,甚至有理论预言其根本不存在(即其振荡几率为零)。

  2003年,中国科学院高能物理研究所的科研人员提出了实验和探测器设计的总体方案,利用大亚湾核反应堆群产生的大量中微子,来寻找中微子的第三种振荡。在此前后,国际上先后另有6个国家提出了7个实验方案。最终,进入建设阶段的有3个实验方案,包括中国的大亚湾实验,法国的Double Chooz实验和韩国的RENO实验。

  值得一提的是,由于中国科学家提出的大亚湾实验方案具有独特的地理优势和设计,美国能源部放弃支持本国两个实验方案,转而支持美科学家加入大亚湾实验的合作,向这一项目提供了价值8000万元的设备支持。这是美国能源部在基础研究领域对外投资第二大的国际合作,仅次于欧洲核子中心。

  大亚湾实验项目被新华社称作中国第一个“真正意义”上的国际合作基础科学研究项目。新华社去年10月的一则报道说,中方由科技部、中国科学院、自然科学基金委、广东省、深圳市和中国广东核电集团共同支持,投资1.6亿元,在中国开创了国家、地方与企业共同支持基础科学研究的先河。

  这次实验结果来自

  第一阶段数据

  据介绍,大亚湾实验项目位于深圳市区以东约50公里的大亚湾核电站群附近的山洞内,紧邻世界上最大的核反应堆群之一的大亚湾核电站与岭澳核电站,并且紧邻高山,有天然的宇宙线屏蔽。项目建在地下100米,最近处离核反应堆只有360米。

  大亚湾实验方案于2006年获批立项,2007年10月破土动工,2010年12月完成核电站附近的全部爆破任务,2011年中逐步完成了探测器的建造与安装,2011年8月开始近点取数,2011年12月24日开始远近点同时运行。

  大亚湾国际合作组目前参与者甚广,包括100多位来自中科院高能所、清华大学、上海交通大学、山东大学、中国原子能研究院等中国大陆的科研单位的学者,以及100多位来自美国、俄罗斯、捷克及中国香港、台湾地区的科学家。其中,美方的阵容堪称“豪华”:布鲁克海文、费米两个国家实验室,加州理工、普林斯顿、伯克利等名校。上海交大刘江来中微子团队承担着项目的刻度系统的安装、调试、取数和物理分析工作。

  科研人员将大亚湾实验分为两个阶段,这次报告的结果来自第一阶段的数据,自2011年12月24日起至2012年2月17日结束。

  据悉,介绍大亚湾实验结果的论文已于3月7日送交美国物理评论快报(Physical Review Letters)发表,其预印本已在网上发表。

  来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的大亚湾合作组发言人Kam-Biu Luk说,“实验结果将对解释中微子在宇宙大爆炸后最早的一段时期内基本物质的演化过程中起到的作用,以及为什么今天宇宙中物质比反物质更多,做出重大贡献。”