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大亚湾实验发现新的中微子振荡

作者:水利工程
出处:www.lunrr.com
时间:2020-02-08

作者:黄鑫,齐鲁资料来源:中国科学出版社,2012

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大亚湾实验发现新中微子振荡

指明未来中微子物理发展方向

远厅三探测器

本报记者齐鲁黄鑫

大亚湾中微子实验国际合作小组3月8日下午在北京宣布大亚湾中微子实验发现新中微子振荡并测量其振荡概率

中国物理学会会长、中国科学院院士、中国科学院副院长詹龙文评论道:“这一发现不仅让我们对中微子的基本特性有了更深的了解,也让我们知道中微子物理未来的发展前景是光明的。建立下一代中微子实验更容易发现中微子振荡中的宇称和电荷对称性破坏,也更容易发现不同类型中微子的质量序列 “

中微子的特殊“脾脏”

中微子是一种不带电荷的极其微小的基本粒子。有三种类型,即电子中微子、μ中微子和τ中微子,占目前已知构成物质世界的12种基本粒子的四分之一 它在微观粒子物理和宇宙的宏观起源和演化中起着极其重要的作用。

根据专家的说法,当太阳照耀时,它也发射出大量中微子。每秒钟数百万太阳中微子自由穿透我们的身体。

中微子有一种特殊的“气质”,即它们在飞行中可以从一种类型变成另一种类型,通常被称为“中微子振荡”

原则上,三个中微子相互振荡。两种或两种组合应该有三种模式。 其中两个模型自20世纪60年代以来一直显示出迹象,当时它们被称为“太阳中微子之谜”和“大气中微子之谜”。 电子中微子和μ中微子的结合产生了“太阳中微子之谜”。然而,μ中微子和τ中微子的振荡导致了“大气中微子之谜”

大气中微子振荡是在1998年日本超级神冈实验中正式发现的。随后,太阳中微子振荡也被许多实验所证实。 然而,电子中微子和τ中微子的振荡尚未被发现,甚至有些理论预测第三次振荡根本不存在,即其振荡概率为零。

新的振荡模式最终得到确认。

中国科学院高能物理研究所的研究人员在2003年提出利用中国大亚湾反应堆集团产生的大量中微子来寻找中微子的第三次振荡,振荡概率用sin22θ13表示

据报道,2003年左右,世界上7个国家提出了8个实验方案,其中3个最终进入建设阶段,包括中国大亚湾实验、法国双春实验和韩国雷诺实验

其中,大亚湾在2010年12月率先完成了核电站附近的所有爆破任务,并于2011年年中逐步完成探测器的建造和安装。近点检索于2011年8月开始,近点和近点同时作业于12月24日开始

本报告的结果来自第一阶段(2011年12月24日至2012年2月17日)六个中微子探测器的数据 研究人员日夜工作,完成实验数据的采集、质量检验、校准、校正和数据分析。 结果表明,sin22θ13为9.2%,误差为1.7%。sin22θ13不为零,标准偏差大于5倍。这种新的中微子振荡模式首次被发现。 相关论文已发送至美国,于《物理评论快报》出版,其预印本已在网上出版。

开门

记者了解到大亚湾中微子项目是一项基于中国的国际合作。除了来自中国科学院先进技术研究所、清华大学、上海交通大学和中国大陆其他科研机构的100多名学者外,来自美国、俄罗斯、捷克共和国、香港和台湾的科学家也参加了该项目

中国高能物理协会主席、中国科学院院士赵光达表示,θ13不仅是物理学中的一个基本参数,而且对中微子物理未来的发展方向起着决定性的作用。 “如果它足够大,我们可以进行下一代实验来测量中微子振荡中的CP损伤,从而了解宇宙中的物质-反物质不对称现象,也就是宇宙中的“反物质消失之谜”,否则我们将不知道如何进行下一代实验。 "

上海交通大学粒子物理宇宙学研究所所长季向东也告诉《中国科学报》:“大亚湾实验发现了电子中微子振荡的新模式。这种模式的发现对于理解为什么正物质远不止反物质,以及解释太阳系中元素的丰富性非常重要。 在我们已经观察到的宇宙中,物质占据了主要位置,但是对于为什么会这样仍然没有合理的解释。大亚湾实验的结果打开了一扇门。 "

《中国科学报》 (2012-03-09 B1合成)

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