专家利用大亚湾核反应堆群—— 逮住“第三种振荡”
想进到大亚湾中微子实验室可不是件容易的事,要经过层层“关卡”。3月8日,在这个距离北京2200公里的实验室宣布发现了新的中微子振荡。
这个发现是对物质世界基本规律的一项新的认识,对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用,并将有助于破解宇宙中“反物质消失之谜”。
专家介绍,中微子共有三种类型,它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型,称为中微子振荡。
中微子的前两种振荡模式即“太阳中微子之谜”和“大气中微子之谜”已被实验证实,其发现者凭此获得了2002年诺贝尔奖,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。
中国科学院高能物理研究所的科研人员2003年提出设想,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,并提出了实验和探测器设计的总体方案。
由于这一方案具有独特的地理优势和独到的设计,得到了国际上的广泛支持。
据介绍,大亚湾实验是一个中微子“消失”的实验,它通过分布在三个实验大厅的8个探测器来获取数据。每个探测器为直径5米、高5米的圆柱形,装满透明的液体闪烁体,总重110吨。
周围紧邻的核反应堆产生海量的电子反中微子,近点实验大厅中的探测器将会测量这些中微子的初始通量,而远点实验大厅的探测器将负责寻找预期中的通量减少。
在2011年12月24日至2012年2月17日的实验中,科研人员使用了6个中微子探测器,完成了实验数据的获取、质量检查、刻度、修正和数据分析。
结果表明,中微子第三种振荡几率为9.2%,误差为1.7%,从而首次发现了这种新的中微子振荡模式。
在远点实验大厅内,探测器正常运行时,只能看到覆盖在水池上方的用于探测宇宙线的RPC探测器
▲像镜子一样的光电倍增管光阴极表面。光电倍增管可以接收单光子,将它转换为电信号,这样就可以进一步放大电信号,记录在计算机上,这是我们处理的中微子信号的最初的来源。当光子照射到PMT表面时,它的光阴极上会产生光电子
本版文/记者 李洪鹏 摄/记者柴程