8月26日,在廣東江門地下700米深處,我國(guó)科學(xué)家十年磨一劍建設(shè)的江門中微子實(shí)驗(yàn)大科學(xué)裝置(JUNO)開始正式運(yùn)行了,要捕捉宇宙中的幽靈粒子——中微子。該實(shí)驗(yàn)成為國(guó)際上首個(gè)運(yùn)行的超大規(guī)模和超高精度中微子專用大科學(xué)裝置。 那么中微子是什么?該如何探測(cè)它? 中微子可謂是回溯宇宙過往的時(shí)間膠囊,也是探索宇宙未來的一把鑰匙。捕捉中微子極其困難,它幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),瞬間就有上億中微子穿透人體,但是根本無法察覺。而捕捉中微子的關(guān)鍵就是——光電倍增管。 光電倍增管,也被科學(xué)家稱作黃金瞳,它能看到中微子擊中閃爍體時(shí)發(fā)出的微弱熒光,熒光亮度只是手機(jī)屏幕亮度的百億分之一。 藏在玻璃內(nèi)部的金屬薄膜厚度只有幾十納米,曾是國(guó)外嚴(yán)密封鎖的核心技術(shù),中國(guó)科學(xué)家自己摸索,通過千萬次的試驗(yàn),才終于成功打破這一壟斷,也讓單個(gè)光電倍增管的價(jià)格降低了一半以上。 在江門中微子實(shí)驗(yàn)裝置里,這樣的大大小小的光電倍增管一共有4.5萬個(gè),這項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破,節(jié)省成本幾億元。 “完成JUNO探測(cè)器灌注并開始運(yùn)行取數(shù),是一個(gè)歷史性的里程碑?!敝袊?guó)科學(xué)院院士、JUNO合作組發(fā)言人王貽芳說。 與國(guó)際同類實(shí)驗(yàn)相比,JUNO對(duì)質(zhì)量順序的測(cè)定不受地球物質(zhì)效應(yīng)和其它未知中微子振蕩參數(shù)的影響,并將顯著提高6個(gè)中微子振蕩參數(shù)中3個(gè)參數(shù)的精度。JUNO實(shí)驗(yàn)使我們能夠?qū)碜蕴?、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究,并將開啟探索未知物理的新窗口,包括對(duì)不活躍中微子和質(zhì)子衰變的搜尋。 據(jù)介紹,JUNO的設(shè)計(jì)使用壽命可達(dá)30年,后期可升級(jí)改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn)。這樣的升級(jí)將探測(cè)中微子絕對(duì)質(zhì)量,檢驗(yàn)中微子是否為馬約拉納粒子,從而解決粒子物理、天體物理和宇宙學(xué)的前沿交叉熱點(diǎn)難題。
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