文/羊城晚報全媒體記者 陳卓棟 通訊員 江訊 譚耀廣
記者1日從江門中微子實驗室獲悉，位於江門開平的江門中微子實驗裝置，其土建工程已經基本完成，探測器的建設也已經完成了過半，預計今年年底能基本完工。明年將開始灌裝液體閃爍體（以下簡稱「液閃」）、高純水等工作並運行取數，有望在全球率先測得關鍵數據。此外，江門中微子實驗項目將在台山建設一個獨立的小型探測器，作為江門中微子實驗的近點實驗。
據了解，江門中微子實驗裝置設計、建設等多個領域處於世界領先水平，將為世界探索前沿科學問題、攻克關鍵核心技術提供強有力的研究平台。江門中微子實驗室建成後，將提升江門市區域創新綜合能力，優化珠江口東西兩岸科創格局，提升珠三角創新引擎能級。
江門中微子實驗裝置的核心探測器正在安裝光電倍增管和有機玻璃 劉悅湘 攝
實驗裝置測量中微子質量順序
據悉，江門中微子實驗裝置由中心探測器、反符合探測器、水池等部分組成。待實驗裝置建成後，中心探測器的有機玻璃球內部將加滿2萬噸液閃，其潔淨度要求極高，2萬噸液閃中最多允許有0.008克灰塵總量，而外部將布滿3.5萬噸高純水。
江門中微子實驗室相關負責人介紹，中微子是構成物質世界最基本粒子中的一種，主要誕生於粒子物理或核物理過程。「中微子就好比研究天體和地球內部的探針，對於粒子物理、天體物理、宇宙學等學科研究具有重要作用。」
中科院高能物理所所長、中國科學院院士王貽芳表示：「在大亞灣中微子實驗中成功發現中微子的第三種振盪模式後，下一個目標就是測量中微子的質量順序。江門中微子實驗裝置的建設正是為此目標而生。」中微子能以接近光速的速度運動，只參與非常微弱的弱相互作用，且具有極強的穿透性。因此，中微子的數量雖然非常多，卻極難捕獲。研究中微子，對裝置的位置、技術和建設水平等有著很高的要求。
據介紹，江門中微子實驗攻克了眾多技術挑戰，如成功研製擁有完全自主智慧財產權、達到國際先進水平的大尺寸微通道板型光電倍增管；順利完成高性能液閃的中試研究；完成35.4米直徑有機玻璃球、40.1米直徑不鏽鋼網架等探測器關鍵部件的設計和研製，並實現了批量生產。王貽芳說，目前，實驗裝置已完成地面建築、地下建築的斜井、豎井和地下實驗大廳的建設。「江門中微子實驗裝置的土建工程已經基本完成，探測器的建設也已經完成了一大半，預計今年年底能基本完工。明年起，我們將開始灌裝液體的工作。」
將在台山建造一個小型探測器
中國科學院高能物理研究所副所長、江門中微子實驗項目常務副經理曹俊日前表示，世界上在建的同樣類型的中微子實驗中，江門中微子實驗將最早建成，也最有希望率先測得3種中微子的質量順序。明確這個順序，有助於人類進一步理解中微子的質量起源和解決宇宙反物質消失之謎，而且會決定後續實驗的發展方向。
曹俊透露，2012年大亞灣中微子實驗率先發現中微子振盪的振幅遠大於預期，於是有了建設江門中微子實驗室的計劃。到了2016年，大亞灣中微子實驗的一個結果讓他們意識到，反應堆中微子能譜理論模型存在偏差，因此需要在江門中微子實驗的基礎上再增設一個近點實驗。
據悉，項目準備在台山建造一個獨立的小型探測器，稱為台山中微子實驗。曹俊介紹：「本來我們可以直接套用大亞灣中微子實驗的探測技術，但同樣的技術再做一次意義不大。團隊把普通的光電倍增管換成矽光電管，發明了低溫液體閃爍體，克服了矽光電管噪聲大的缺點，從而使探測器的光產額提高了4倍，有了看到新發現的潛力。未來，台山中微子實驗的結果會成為江門中微子實驗的重要基礎。」
來源 | 羊城晚報·羊城派
責編 | 黃鐵安
校對 | 趙丹丹