在广东省江门开平市金鸡镇与赤水镇交界处的打石山下,隐匿着一个揭开宇宙奥秘的超级科研殿堂——江门中微子实验基地。这里,科学家们正紧锣密鼓地构建一个前所未有的探测器,旨在捕捉宇宙中最难以捉摸的幽灵粒子——中微子。
中微子,这一构成物质世界基石的微小粒子,以其微乎其微的质量和惊人的穿透力而闻名。它们能够轻松穿越人体、地面、地球乃至太阳,与物质的相互作用微乎其微,因此被誉为“幽灵粒子”。然而,正是这些看似难以触及的粒子,却隐藏着宇宙演化和物质结构的关键线索。
江门中微子实验的核心目标,是利用反应堆中微子振荡现象,揭示中微子的质量顺序。这一研究对于人类深入理解物质微观结构和宏观宇宙的起源与演化具有至关重要的意义。为了实现这一宏伟目标,科学家们精心策划,在地下700米深处打造了一个规模宏大、精度卓越的探测器。
探测器矗立于一个直径达41.1米、高度为44米的巨型水池中央,其主体结构为一个由不锈钢网壳精心编织而成的大型球体。在这个球体内部,填充了整整2万吨的液体闪烁体(液闪)。当海量的中微子穿越探测器时,仅有极少数会与液闪发生微妙的反应,释放出极其微弱的闪烁光芒。这些光芒随后被密布在不锈钢网壳内侧的2万个20英寸光电倍增管和2.5万个3英寸光电倍增管敏锐捕捉,并转化为电信号进行放大与精密分析。
然而,在地下700米深处构建如此庞大的探测器,无疑是一项艰巨的科学挑战和技术突破。建设者们面临着岩体富水性强、出渣和排水困难等一系列世界级工程难题。经过无数次的优化设计、反复试验与不懈努力,他们终于攻克了这些技术难关,成功地将探测器安装于预定位置。
江门中微子实验的建设不仅彰显了科学探索的勇气和智慧,更体现了技术创新的实力与担当。在实验过程中,科学家们研发出了高洁净度、高密封性、高效率的纯化系统,用于制备液闪;同时,他们还成功研制出了拥有完全自主知识产权、达到国际领先水平的大尺寸微通道板型光电倍增管,打破了国际技术垄断。
随着江门中微子实验的深入推进,科学家们有望在不远的将来揭开中微子质量顺序的神秘面纱,并在中微子振荡参数的精确测量、天体中微子、地球中微子、新物理探索以及超新星研究等领域取得国际领先的科学成果。这一实验不仅将推动中微子物理学的发展迈向新的高度,更将为人类探索宇宙奥秘开辟新的视野和途径。
在江门中微子实验的地下700米处,这个幽灵粒子“猎手”正静静地守候着中微子的到来。它的每一次捕捉和记录,都将是人类向宇宙深处探索的一次勇敢尝试和珍贵贡献。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货