地下700米粒子捕手探索中微子奥秘

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2024-10-25 10:34:19 光明日报

地下700米粒子捕手

工人正在安装中心探测器的不锈钢网架网壳部分。建设中的江门中微子实验中心探测器展示了其壮观景象，工人们在不锈钢网架上进行施工。地下700米粒子捕手！

中微子是构成物质世界的基本粒子之一，也是宇宙中最常见的粒子。它与物质的相互作用极为微弱，具有极强的穿透力，可以轻松穿过人体、地面、地球甚至是太阳。中微子的质量非常轻，以接近光速运动。围绕中微子，有大量谜团尚未解开，包括它的质量大小和起源、质量顺序、是否造成宇宙中物质与反物质的不对称等。中微子研究有望发现超出标准模型的新物理，对研究宇宙演化、恒星形成、超新星爆发机制等有重要意义。自1956年首次被证实存在以来，中微子领域研究已经获得4次诺贝尔奖。但“捕捉”中微子非常困难，拥有更大、更先进的探测器从而获取更精确的数据，是中微子研究的重点。

2003年，中国科学院高能物理研究所科研人员提出设想，利用我国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模式。2007年，大亚湾反应堆中微子实验站动工建设，主体由地面控制室和地下5个实验室组成，垂直距离最深可达320米。2011年年底，大亚湾反应堆中微子实验提前以6个探测器开始运行。2012年3月8日，时任中国科学院高能物理研究所所长王贻芳宣布，大亚湾反应堆中微子实验发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。此后，大亚湾反应堆中微子实验继续高质量运行，取得多项世界领先的科研成果。2020年年底，大亚湾反应堆中微子实验装置正式退役。

如今，我国新一代大型中微子实验装置——江门中微子实验正在紧张建设中。2024年10月10日，记者来到广东江门中微子实验室，映入眼帘的是错落有致的白色建筑，四周青山环抱。通过罐笼下降约5分钟，来到位于地下700米的实验大厅。选择在广东江门进行新一代中微子实验是因为该地区符合苛刻条件，包括周围有广东阳江和台山反应堆群，对测量质量顺序有效的总功率世界最高，也能找到跟所有反应堆距离基本相等的点。建在地下可以屏蔽大部分宇宙线干扰，因此几乎所有中微子实验都在地下进行。

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