
【導語】8月26日,我國科學家曆經十年精心打造的江門中微子實驗大科學裝置(JUNO)在廣東江門地下700米深處正式運行。該裝置旨在捕捉宇宙中的“幽靈粒子”——中微子,成為國際上首個超大規模、超高精度的中微子專用探測設施。JUNO的核心是一個巨大的液體閃爍體探測器,配備4.5萬個自主研發的光電倍增管,實現了關鍵技術的突破。這一裏程碑式的成就將為探索宇宙奧秘、解開粒子物理難題提供強大助力。
今天(8月26日),在廣東江門地下700米深處,我國科學家十年磨一劍建設的江門中微子實驗大科學裝置(JUNO)開始正式運行了,要捕捉宇宙中的幽靈粒子——中微子。該實驗成為國際上首個運行的超大規模和超高精度中微子專用大科學裝置。

位於水池內(尚未灌水)的中心探測器(外部圖)
圖片來源:中國科學院高能物理研究所官網
在廣東江門的山體深處,有一個巨大的液體閃爍體探測器。它位於地下實驗大廳內44米深的水池中央,直徑41.1米的不鏽鋼網殼是探測器的主支撐結構,承載35.4米直徑的有機玻璃球、兩萬噸液體閃爍體、兩萬隻20英寸光電倍增管、兩萬五千隻3英寸光電倍增管、前端電子學、電纜、防磁線圈、隔光板等諸多探測器部件——這是全球最先進的中微子探測裝置“江門實驗”的核心構造。
中微子是什麽?究竟如何探測它?
中微子可謂是回溯宇宙過往的時間膠囊,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發生反應,瞬間就有上億中微子穿透人體,但是根本無法察覺。而捕捉中微子的關鍵就是:光電倍增管。
光電倍增管,也被科學家稱作黃金瞳,它能看到中微子擊中閃爍體時發出的微弱熒光,這亮度隻是手機屏幕亮度的百億分之一。
藏在玻璃內部的金屬薄膜厚度隻有幾十納米,曾是國外嚴密封鎖的核心技術,中國科學家自己摸索,通過千萬次的試驗,才終於成功打破這一壟斷,也讓單個光電倍增管的價格降低了一半以上。
在江門中微子實驗裏,這樣的大大小小的光電倍增管一共有4.5萬個,這項關鍵核心技術的突破,節省成本幾億元。

中心探測器內部的有機玻璃球及光電倍增管
圖片來源:中國科學院高能物理研究所官網
“完成JUNO探測器灌注並開始運行取數,是一個曆史性的裏程碑。”中國科學院院士、JUNO合作組發言人王貽芳說。
與國際同類實驗相比,JUNO對質量順序的測定不受地球物質效應和其它未知中微子振蕩參數的影響,並將顯著提高6個中微子振蕩參數中的三個參數的精度。JUNO實驗使糖心免费视频能夠對來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究,並將開啟探索未知物理的新窗口,包括對不活躍中微子和質子衰變的搜尋。
據介紹,JUNO的設計使用壽命可達30年,後期可升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗。這樣的升級將探測中微子絕對質量,檢驗中微子是否為馬約拉納粒子,從而解決粒子物理、天體物理和宇宙學的前沿交叉熱點難題。
綜合來源:新華社、央視新聞、中國科學院高能物理研究所等
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