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江门中微子实验启动建设 将测量中微子质量顺序
2015-01-12 | 浏览次数: | 【

  110日下午,继大亚湾反应堆中微子实验之后,由中国主持的第二个大型中微子实验——江门中微子实验在广东省江门市开平市金鸡镇召开建设启动会。前来参加实验国际合作组会议的中外科学家近300人齐聚实验建设现场,共同见证了这一时刻。 

  会上,中科院副院长阴和俊宣读了白春礼院长的批示并致辞,广东省副省长陈云贤、科技部基础司副司长郭志伟、国家基金委数理学部常务副主任汲培文、意大利国家核物理研究院院长Fernando Ferroni、江门市副市长吴国杰、黄河勘测规划设计有限公司董事长李文学也分别致辞。

  白春礼在批示中希望江门中微子实验参研人员“能够按照《“率先行动”计划》的有关要求,在大亚湾实验取得成功的基础上,再接再厉,潜心攻关,扎实推进江门中微子实验的各项工作,争取早日运行,早出重大成果,在中微子研究方面走在世界的前列,做出国家战略科技力量应有的重大创新贡献!”

  阴和俊在致辞中要求,“希望江门中微子实验项目,能够继承和发扬大亚湾中微子实验的精神,全力以赴,潜心致研,只争朝夕,在各方的大力支持下,特别是在中外科学家的共同努力下,取得具有重大科学意义和国际影响的原创性科技成果,做出支撑国家战略需求、促进经济社会发展、经得起历史检验的重大贡献!”他表示,中科院将一如既往地支持这一项目。

  该实验的首要科学目标是利用反应堆中微子振荡确定中微子质量顺序,对于人类了解物质微观的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。实验站将建在地下700米深处,计划2020年投入运行并开始物理取数,运行至少20年。实验建造的中微子探测器将是世界上能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器。这一实验的启动标志着我国中微子实验研究从起步到跨越的转变。 

  在大亚湾中微子实验发现中微子的第三种振荡模式后,国际中微子研究的下一个热点目标是测量中微子质量顺序。中微子有质量,是目前发现的唯一有坚实实验证据超出粒子物理标准模型的现象,对它的研究有可能发现新物理。物理灵敏度分析表明,进行这一研究的实验最佳站址在距反应堆5055公里,且与所有反应堆距离相等的区域内。通过详细的地质勘测,科学家们将实验选址于江门市,这里距广东阳江和台山反应堆群约53公里,是世界上目前发现的最适合利用核反应堆测量中微子质量顺序的地方。阳江核电站共有6个反应堆,已全部开建或建成,总热功率为17.4GW。台山核电站共规划4个反应堆,2个在建,总热功率为18.4GW。阳江与台山核电站有效的反应堆群功率世界第一。 

  由于科学意义重大、实验方案独特,江门中微子实验引起世界科学界的瞩目。2014年7月,实验组建了国际合作组,有中国(包括台湾)、捷克、芬兰、法国、德国、意大利、俄罗斯等国家和地区的45个研究单位的320多位研究人员正式参加实验。另外还有美国等5个国家的十几个研究单位准备加入。

  实验国际合作组中方发言人、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳介绍,除了江门中微子实验外,日本、美国、欧洲、印度、韩国等5个国家和地区还有7个实验正在计划进行中微子质量顺序的研究。他表示,江门中微子实验凭借我们领先的液体闪烁探测器技术和反应堆中微子物理,提出了原创性的实验方案,有望率先测定中微子质量顺序。

  中微子是一种不带电,质量极其微小的基本粒子,共有三种类型,即电子中微子、μ中微子和τ中微子,在目前已知的构成物质世界的12种基本粒子中,占了四分之一,在微观的粒子物理和宏观的宇宙起源及演化中都扮演着极为重要的角色。自从上个世纪50年代科学家发现中微子以来,对它的研究始终被视为全球科学界的前沿课题。

  大亚湾反应堆中微子实验发现中微子第三种振荡模式,打开了理解反物质消失之谜的大门,使我国的中微子实验研究从无到有并走到了世界前列。江门中微子实验则瞄准国际中微子研究领域目前的热点问题:中微子质量顺序测量。中微子质量顺序是测量CP相位角的必要条件,也是中微子的内禀属性之一,决定了中微子的味结构,是所有粒子物理模型都必须面对的问题。它直接影响中微子及反中微子与物质的相互作用,并因此在宇宙演化、太阳及超新星中微子的产生与传播、各种长基线中微子振荡等有重要影响。它还将决定另一类极为重要的实验——无中微子双贝塔衰变实验的未来发展方向。

  江门中微子实验可以精确测量中微子6个振荡参数中的3个,并达到好于1%的国际最好水平,使检验中微子混合矩阵的幺正性、发现新物理成为可能。它也可以研究超新星中微子、太阳中微子、地球中微子、惰性中微子等,不仅能对理解微观的粒子物理规律做出重大贡献,也将对宇宙学、天体物理乃至地球物理做出重大贡献。王贻芳表示,实验装置没有放射性,天然环境中的放射性反而会干扰中微子探测器,因此所有的实验装置和材料都必须比日常环境更干净,另外,实验本身也不会产生废液、废气,不会对环境造成污染,这是一个无污染科研项目。

  中国科学院、科技部、国家自然科学基金委的领导,意大利国家核物理研究院、意大利中微子与天体物理学基金委员会的负责人考察了实验建设现场。

   

  建设启动会现场

   

  江门中微子实验站地理位置

   

  江门中微子实验站配套基建工程地面建筑三维布置图(黄河勘测规划设计有限公司设计)


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