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地下700米粒子捕手 探索中微子奥秘(3)

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2024-10-25 10:34:19  光明日报

2万吨液闪起到了主要作用，当大量中微子穿过探测器时，极少的一部分会与液闪发生反应，发出极其微弱的闪烁光，被光电倍增管探测到，从而达到捕捉中微子的目的。液闪需要非常干净，高洁净度、高密封、高效率的纯化系统去除了液闪中的放射性杂质、惰性气体等，提高了透明度和光学性能。

密布于不锈钢网壳内侧的光电倍增管为捕捉中微子布下了“天罗地网”。每个直径足有半米长的20英寸光电倍增管在中心探测器上要安装2万个，再加上2.5万个3英寸光电倍增管。这些光电倍增管将中微子与液闪反应的光信号转变为电信号，并放大千万倍，在计算机中进行具体分析和研究。中国科学院高能物理研究所的科学家们发明了一种全新构型及电子放大方式的新型光电倍增管，最终研制出具有完全自主知识产权的光电倍增管样管，打破了国际垄断。

光电倍增管长时间工作在44米深的水池中存在内爆风险，为此，研究人员研制了一套水下防爆系统，为每一个光电倍增管加装保护装置。该防爆系统可以有效减缓高压水填充真空区域的速度，显著减低冲击波的强度，避免发生链式反应。

目前，江门中微子实验建设进入收官阶段，预计11月底完成全部安装任务，并启动超纯水、液闪的灌装，2025年8月正式运行取数，预计运行约30年。江门中微子实验有着丰富的科学目标，包括测量中微子的质量顺序，精确测量三个中微子振荡参数，以及在2030年装置升级后测量中微子的绝对质量，也将在太阳中微子、地球中微子等研究方面达到国际最好水平，并有望在超新星中微子、质子衰变等方面取得重大成果。

(责任编辑：卢其龙 CN070)
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