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江门中微子实验揭秘:地下700米探秘“幽灵粒子”捕获之谜

   时间:2024-11-21 15:21:18 来源:环球网作者:环球网编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

随着科技的飞速发展,我国一项重大科学探索项目——江门中微子实验(JUNO)即将迎来其建设的高潮。11月20日,该实验的核心探测器主体在广东江门市的地下深处宣告建成。这一深藏不露的科研设施,将致力于揭开宇宙中最神秘的“幽灵粒子”——中微子的面纱。

中微子,这一古老的基本粒子,自宇宙诞生之初便存在于世,对物质世界的构成与演化至关重要。然而,由于其难以捉摸的特性,科学家们对其的研究历经了近一个世纪。自奥地利科学家泡利在1930年提出中微子假说以来,中微子的研究不断取得突破,包括20世纪70年代的中微子中性流实验,以及21世纪初日本与加拿大科学家首次观测到中微子振荡现象,这些成就都奠定了中微子研究的重要地位。

江门中微子实验,这一耗资巨大、耗时多年的科研设施,为何选择深藏地下700米?答案在于中微子的探测难度极大,其穿透力极强,难以被物质阻挡。因此,科研人员选择将探测器置于地下深处,利用岩石层屏蔽宇宙射线的干扰,确保实验的精确性。同时,江门市的打石山不仅距离台山和阳江核电站均为53公里,且山体能够有效屏蔽宇宙射线,为实验提供了理想的环境。

江门中微子实验的核心探测器,是世界上能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器。其主体结构宛如一个巨大的水下“西瓜”,位于地下700米的实验大厅内44米深的水池中央。探测器由直径41米的不锈钢网壳、直径35.4米的有机玻璃球,以及数万吨液体闪烁体和4.5万个光电倍增管等关键部件组成。当中微子穿过探测器时,会在液体闪烁体中发生反应,发出微弱的闪烁光,被光电倍增管捕捉并转换成电信号,从而获取中微子的能量、位置等信息。

江门中微子实验的首要目标是通过探测反应堆核裂变产生的中微子能谱,确定中微子的质量顺序。这一发现将对中微子振荡理论框架的完善,以及物质世界的理解产生深远影响。同时,该实验还将继续探索中微子的绝对质量和相对质量差,这些研究有望在未来与宇宙的起源演化相联系,为人类理解宇宙和物质世界提供新的视角。

江门中微子实验不仅是一项重大的科学探索项目,更是人类探索宇宙奥秘的又一里程碑。虽然中微子的研究可能不会立即改变我们的生活,但正如历史上许多重大科学发现一样,今天的探索或许将在未来某个时刻彻底改变我们对宇宙的认知,从而引领人类走向新的科技时代。

 
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