来源：北京日报客户端 2024年12月3日著述《让科学家不吝潜入地下700米捕捉的中微子开yun体育网，到底有多神秘？》

历时9年多，位于中国广东的江门中微子履行探伤器主体于2024年11月20日一说念建成，策动来岁厚爱启动。音尘一出，科技界对之高度温雅。那么，让科学家“出兵动众”的中微子是什么神秘物资？为何要将中微子履行探伤器的主体建在地下700米？通过它又不错开展哪些科学探讨呢？咱们请中国科普作者协会会员雷淼来说一说。

江门中微子履行探伤器主体确立完成暗示图一桩“失贼案”引出中微子

中微子其实是一种被预言出来的基本粒子，这一设计的起原，是一桩“能量失贼案”。

辐照性元素有种表象叫作“β衰变”，即原子核里的中子会衰变为质子，并放出一个电子（也称β粒子）。英国物理学家查德威克在1914年通过实考证据，β粒子具有集合的能谱，也便是说，它的能量不是个细目值，而是从零到某一上限中的多样可能性王人有，而它的两个“昆仲”α粒子和γ射线老是乖乖地带出细主见能量。这个表象令科学家大惑不明，既然β粒子不是次次王人同样，那么少掉的那些能量跑哪儿去了？

关于这桩“能量失贼案”，奥地利物理学家泡利见地，除了电子除外，β衰变还产生了一个其时科技妙技探伤不到的极小中性粒子，带着能量暗暗溜走了。1932年，好意思籍意大利物理学家费米把泡利预言的瞎想粒子称为“中微子”（Neutrino）。

1956年，好意思国物理学家莱因斯和柯温在距离好意思国萨瓦纳河响应堆堆芯11米远的地下12米深处，用400升氯化镉水溶液和4200升液体闪耀体搭建出其时世界最大的中微子探伤器，明确检测到来自响应堆的中微子，终于发现了这个“能量窃贼”。

如今，在地球上指甲盖大小的面积，每秒就有600亿个太阳中微子雷厉风行地通过。由于质地极小的中微子阐述不出什么引力，而弱互相作用的作用距离又极短，因此中微子在穿过一般物资时基本不会受到进犯。打个譬如，穿过地球这样厚的物资，100亿个中微子可能只会被截住一个。

要收拢它，就要用到中微子探伤拓荒。这种拓荒通常是个大容器，里面装满透明度极高的荧光液体，支配围了一圈光电倍增管。在穿越探伤拓荒的多数中微子里，假如有个红运儿撞进了荧光液体中的某个原子核，并和质子发生响应，那么这个质子就会变成中子，并开释一个正电子。正电子有时和隔邻的电子祛除，化为一双γ光子，然后引发荧光液体发出一次可见光的闪耀，这种闪耀被树立在周围的光电倍增管监测到，科学家就能“看到”中微子了。这种荧光液体叫作“液体闪耀体”，简称“液闪”。

探伤中微子的光电倍增管江门中微子探讨有望发现新物理

中微子会一边遨游，一边变身为其他类型的中微子，然后还能变牵记，这种表象被科学家称作“中微子漂浮”。这个经由中，中微子被发现存3种质地本征态：1态、2态、3态。当今，科学家对中微子质地发源的机制还不够了解，只可把这些参数当成寂然变量，从履行中测量它们。2012年3月，我国的大亚湾中微子履行从7个国度的8个小组中脱颖而出，最初给出了1态、3态之间的搀杂参数。

动作下一代中微子探讨面容，江门中微子履行站是当今全世界最大的液闪中微子探伤器。它深埋在地下700米，上方还有270米高的花岗岩山体充任屏蔽层，能很好地减少天下线的滋扰。探伤器的中枢纪律是一个直径35.4米的有机玻璃球，里面装有2万吨直链烷基苯液体闪耀体，并被45000根光电倍增管包围着。这个主探伤器由直径41.1米的不锈钢网壳支持，完全浸没在一个44米深的池塘中，池塘承担着屏蔽天下线与测量天下线径迹以抹杀滋扰的功能。

江门履行站的首要科学标的是对3种中微子作念质地测序，质地各异导致的能级分化在距粒子源50-55公里处才相比权臣，因此，江门履行站选址在距离阳江与台山两座核电站各53公里的位置。其所用的液闪非常干净，具有很高的光输出、极好的透明度和极低的辐照性本底，光传输衰减长度大于20米，这是当今世界最高水平。中国科学院高能物理探讨所的科学家发明了全新构型和电子放大式样的新式光电倍增管，麇集后果等要道技艺主见海外向上，并领有完全自主学问产权。

2023年6月7日，确立中的江门中微子履行室探伤器。历史上，已有4次诺贝尔物理学奖颁给了中微子方面的探讨，其科学价值可见一斑。可是围绕中微子，仍有繁密谜团待揭晓，比如涉过火质地大小和发源、质地礼貌、是否变成天下中物资与反物资的不合称等，这些王人是分量级的物理学话题，致使牵连到天下发源模子问题。并且，中微子探讨有后劲发现超出圭臬模子的新物理，对闪现天下演化、恒星形成、超新星爆发机制等具有紧要预见。除了探讨响应堆中微子除外，江门履行站探伤器还不错探索地球中微子、太阳中微子、超新星中微子和假说的惰性中微子。预测2030年，江门履行站探伤器升级后将梗概测量中微子的十足质地，有望在一系列基础物理边界获得冲破性的进展。

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