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中微子“振荡”365体育投注官网大亚湾之后……

更新时间:2019-06-06

中微子“振荡”大亚湾之后……

2017年安装中的液闪置换装置

曹俊在工作现场

■本报见习记者 程唯珈

在大亚湾核电站附近365体育投注官网几百米的深山里,潜伏着世界上最好的中微子探测器。它本是用来确认中微子的第三种“变身”模式的,几年前已经完成任务。如今,它在国家自然科学基金重大项目的支持下,稳健地迈向新的征程。

“振荡”世界的中微子

中微子是个高深莫测的家伙,一直以来,它都在挑战人类的认识能力。

作为一种不带电、质量极其微小的基本粒子,中微子数量十分庞大,每秒钟约有几万亿自由穿过人体,并以接近光速运动。由于其几乎不与任何物质发生作用,因此也拥有了宇宙间“幽灵粒子”的称号。

不仅神出鬼没,中微子还会“变身”——它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型,即中微子振荡。其拥有3种振荡的量化描述,分别为θ12、θ23和θ13。前两种已被科学家们通过大气中微子和太阳中微子实验测量到,唯有代表第三种振荡模式的θ13,长期和全世界的物理学家捉迷藏。

时间回溯到2012年3月8日,这是一个值得科技界铭记的日子。

当天下午2点15分,由中国科学院高能物理研究所牵头的大亚湾中微子实验(以下简称大亚湾实验)国际合作组在北京宣布,大亚湾实验利用两个近点实验厅和一个远点实验厅内6个中微子探测器的数据,发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率。该实验达到了前所未有的精度,测得第三种中微子振荡模式的振荡幅度为9.2%,误差为1.7%,无振荡的可能性只有千万分之一。

“这是物理学上具有重要意义的一项重大成就。”诺贝尔物理学奖得主李政道曾如此评价大亚湾实验。

一时间,众多荣誉纷至沓来。短暂的喜悦过后,中国科学院高能物理所研究员曹俊陷入了更深的思考。

“中微子振荡的信号不仅体现在中微子个数的减少上,也体现在所测中微子能谱的变形上。”曹俊告诉《中国科学报》,因为不同能量的中微子振荡几率不同,从而造成近点和远点探测到的中微子的能量分布(能谱)不同。研究能谱的变形,可以测量尚未测得的振荡频率,也可以把振幅测得更准。

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