忘穿内裤被男同桌狂揉下面_精品中文字幕久久久人妻_日本二区中文字幕在线_麻花传md0719苏语党_水蜜桃5意大利_看成年女人午夜毛片_中文字幕 精品电影 在线_?愛妃?日韩高清无码理论_91手机在线视频_欧美3P两根一起进高清视频

中科攬勝
生態(tài)環(huán)境部核安全理事會(huì)常務(wù)理事單位
廣東省輻射防護(hù)協(xié)會(huì)理事單位
高新技術(shù)企業(yè) 高新領(lǐng)軍企業(yè)

您的位置:首頁> 關(guān)于我們 > 學(xué)術(shù)共享

核電站內(nèi)捕捉幽靈粒子
發(fā)布者:admin  發(fā)布時(shí)間:[2021-2-8 14:15:39]    [返回上一頁]
 


今天我報(bào)告的題目是“核電站內(nèi)捕捉幽靈粒子”,主要是介紹大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn),以及我們現(xiàn)在正在進(jìn)行的江門中微子實(shí)驗(yàn)。


這里的幽靈粒子就是指中微子,因?yàn)橹形⒆雍茈y探測,我們?nèi)祟悓λ恼J(rèn)識(shí)很少,以前我們甚至認(rèn)為根本就看不到它,所以把它叫做幽靈粒子。而大亞灣實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)探測中微子的實(shí)驗(yàn)。

在我1998年從中科院高能物理所博士畢業(yè)后不久,我們這個(gè)領(lǐng)域發(fā)生了一件大事兒,日本的超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了中微子振蕩。我那時(shí)候雖然不是做中微子研究的,但是印象非常深刻。1998年的時(shí)候,我相信大部分人都還沒有用過網(wǎng)絡(luò),也不是每個(gè)人都有電腦,我們辦公室有個(gè)機(jī)房,里面有一個(gè)惠普工作站,1998年的6月5號(hào),在日本的高山召開國際中微子大會(huì),他們有網(wǎng)頁,有透明片傳過來,但是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)很慢,所以我們每一張透明片都要等很久,我們好幾個(gè)學(xué)生圍在那兒,等著片子從日本一張一張地傳過來。



這就是其中的一張片子,展示了日本的超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中微子振蕩。這里最大的一個(gè)字就是6.2σ,表示達(dá)到了6.2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差,在我們粒子物理里面,一個(gè)發(fā)現(xiàn)如果超出了5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差,就可被確認(rèn)為是一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。那時(shí)候還沒有PPT,梶田隆章當(dāng)時(shí)報(bào)告的時(shí)候拿的幻燈片,是用手寫的,然后一張張放過去。


第二天,時(shí)任美國總統(tǒng)克林頓到MIT去做畢業(yè)生的演講,他說道:“就在昨天,日本科學(xué)家宣布了一項(xiàng)發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)微小的中微子具有質(zhì)量。這個(gè)可能對大部分的美國人來說并不意味著什么,但是它也許會(huì)改變我們最基本的理論,從最小的粒子的性質(zhì)到我們宇宙是怎么運(yùn)轉(zhuǎn)的,以及它是怎么膨脹的。同時(shí)這個(gè)發(fā)現(xiàn)也對華盛頓幾年前決定放棄超導(dǎo)超級(jí)對撞機(jī)的決定提出了一些疑問。更大的問題是,這些發(fā)現(xiàn)它的意義不僅僅局限于實(shí)驗(yàn)室,它們影響我們整個(gè)的社會(huì),不僅僅是經(jīng)濟(jì),也有我們對人生的看法,以及我們對人們之間相互關(guān)系的看法”。

我在做科普演講時(shí),經(jīng)常會(huì)感到很尷尬,因?yàn)榇蠹铱倳?huì)提問中微子有什么用,這個(gè)問題很難回答?上覜]有機(jī)會(huì)見到克林頓,如果我能見到他,我想很好的請教一下,中微子到底是怎么能夠改變我們?nèi)穗H之間關(guān)系的?

日本做出這個(gè)重要發(fā)現(xiàn),并不是短時(shí)間的,這個(gè)故事應(yīng)該從尾田隆章的老師小柴昌俊開始講起。小柴昌俊在1983年的時(shí)候在日本做了第一個(gè)實(shí)驗(yàn),叫神岡實(shí)驗(yàn),后來他的學(xué)生就是梶田隆章這一輩,做成了超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn)。日本現(xiàn)在正在修建頂級(jí)神岡實(shí)驗(yàn),計(jì)劃2027年建成,探測器越修越大。



小柴昌俊的實(shí)驗(yàn),有兩項(xiàng)核心技術(shù),一項(xiàng)就是他們發(fā)明的20英寸的光電倍增管;另外一項(xiàng)核心技術(shù)就是挖坑灌水的技術(shù)。從1980年代開始一直到現(xiàn)在,40多年時(shí)間,坑越挖越大,水越灌越多,當(dāng)然不是簡單的挖個(gè)坑灌個(gè)水就行的,而是里面有很多技術(shù)。持續(xù)這么多年的發(fā)現(xiàn),持續(xù)這么多年的工作,才能使他們的技術(shù)逐步的提高,對中微子的理解,現(xiàn)在日本仍然是世界上水平最高的。


不過小柴昌俊最開始的目的并不是去研究中微子,這在中微子研究領(lǐng)域其實(shí)也比較普遍,我們關(guān)于中微子的研究,幾乎沒有跟我們所想一樣的,每次都會(huì)有意外發(fā)生,不管是我們研究太陽中微子、大氣中微子,還是反應(yīng)堆中微子,都會(huì)有反常,然后這些反常經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致新的重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

我們知道組成整個(gè)宇宙的粒子有六種夸克,六種輕子,這些粒子通過強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力、電磁相互作用力結(jié)合在一起,這樣構(gòu)成了我們整個(gè)的宇宙。在六種輕子里面有三種中微子叫電子中微子,繆子中微子,還有陶子中微子。實(shí)際上我們研究的只是宇宙世界的1/4。

小柴昌俊最開始的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是研究質(zhì)子的衰變,我們的普通世界都是由質(zhì)子、中子組成的。它們其實(shí)只占很小的一部分,包括u夸克、d夸克和電子,只有這一小塊,其他的都是不穩(wěn)定的或者看不見的,像中微子。小柴昌俊研究質(zhì)子衰變的目的,就是去研究能不能把所有力都統(tǒng)一起來。我們現(xiàn)在看到的電磁力,它的力程是非常長,無窮長。弱力只能在原子核里面發(fā)生相互作用,看起來弱力跟電磁力像是完全不一樣的力。但是通過我們粒子物理學(xué)的研究,發(fā)現(xiàn)這兩種力其實(shí)是同一種,在宇宙誕生的最早期,這兩種力是統(tǒng)一的,它們是同一種力。



科學(xué)家自然就想到,弱力跟電磁力它們是同一種力,那么會(huì)不會(huì)三種力都是同一種力?在能量更高或者宇宙更早期的時(shí)候,三種力就是同一種力出來的。如果這幾種力早期能夠統(tǒng)一為同一種力的話,質(zhì)子就會(huì)衰變,這樣我們?nèi)绻业搅速|(zhì)子衰變,那么我們會(huì)找到更基本的理論,這是他原來的目的。但是小柴在整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期中都沒有找到質(zhì)子衰變,一直到現(xiàn)在我們都沒有找到質(zhì)子衰變,當(dāng)然我們現(xiàn)在還在找,但是他看到其他的一些很奇怪的現(xiàn)象,大氣中微子的反常。


為什么研究質(zhì)子衰變會(huì)跑到中微子上去呢,是因?yàn)橘|(zhì)子衰變即使有,也是非常稀少的,所以為了看到它的信號(hào),我們就必須把所有的假信號(hào)都除掉,中微子就是其中的一種假信號(hào)。



我們知道有種現(xiàn)象叫超新星爆發(fā)。如果一個(gè)星系里面有一顆超新星爆炸的話,它的亮光就會(huì)超過整個(gè)星系的亮度,在這個(gè)時(shí)候它會(huì)發(fā)出很多很多的中微子,雖然它的光亮超過了整個(gè)星系,但是它99%的能量是被中微子帶走的。太陽在發(fā)熱發(fā)光的同時(shí),也會(huì)放出很多中微子,我們把它叫做太陽中微子。我們可以用加速器來產(chǎn)生中微子,地球里面因?yàn)樗刑烊环派湫裕、釷、鉀,它們也會(huì)放出中微子,這也是地?zé)岬闹饕獊碓础?/span>


核電站在原子核發(fā)生裂變的時(shí)候會(huì)放出很多中微子,比如說一個(gè)典型的百萬千瓦的反應(yīng)堆,它每一秒鐘會(huì)放出35萬億億個(gè)中微子。我們?nèi)说纳眢w其實(shí)也會(huì)放出中微子,因?yàn)樯眢w里面有鉀,有鉀就會(huì)有鉀-40的同位素,我們一個(gè)人的鉀-40的放射性同位素應(yīng)該是5000貝克,也就是說每一秒鐘會(huì)放出5000個(gè)中微子,那么一個(gè)人大概一天會(huì)放出三億個(gè)中微子。

在研究質(zhì)子衰變的時(shí)候,大氣中微子會(huì)對它形成假信號(hào),大氣中微子就是高能的宇宙線,從宇宙到達(dá)地球大氣層以后,會(huì)跟大氣里面的原子核發(fā)生碰撞,最終會(huì)產(chǎn)生很多中微子。這些中微子被探測器探測到之后,跟質(zhì)子衰變的信號(hào)很難分開。為了研究質(zhì)子衰變,就要把大氣中微子產(chǎn)生了多少假信號(hào)研究清楚,然后把它減掉,我們看到的才是質(zhì)子衰變。

為了把這個(gè)研究清楚,小柴的學(xué)生梶田隆章發(fā)現(xiàn)大氣中微子跟我們想的不一樣,很多都丟了。至于為什么丟,當(dāng)時(shí)并不清楚,這個(gè)問題一直沒有解決。但是日本人非常幸運(yùn),就在小柴退休之前幾個(gè)星期,麥哲倫星系發(fā)生一次超新星爆炸,1987A,他們探測到的來自超新星的中微子,這個(gè)結(jié)果被授予了2002年的諾貝爾獎(jiǎng)。



在那之后的開始建造的超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn)是一個(gè)五萬噸的探測器,這個(gè)探測器一直到現(xiàn)在仍然是世界上最大的探測器。在這個(gè)探測器修建好以后,它的數(shù)據(jù)質(zhì)量比神岡要好很多,我們就可以看到很清楚的信號(hào)。



這里就看到了中微子的信號(hào),右上角的圖,左邊的圖就是說電子中微子跟我們看到的、想象的是一樣的,但是繆中微子跟我們想的不一樣,橫坐標(biāo)是天頂角,橫坐標(biāo)是1的時(shí)候,最右邊的這個(gè)點(diǎn)表示中微子是從天上來的。等于-1的時(shí)候就表示從地底下來的,穿過了整個(gè)地球,那就說明中微子在產(chǎn)生以后,穿過地球的過程中丟了,而且丟的程度跟中微子振蕩的程度是一樣的,如綠線所示。所以這是中微子振蕩的一個(gè)非常確鑿的證據(jù)。


我們說中微子振蕩跟波動(dòng)一樣,中微子產(chǎn)生以后它會(huì)變少,然后又會(huì)變回來,然后又會(huì)變少,這樣的話,呈現(xiàn)一個(gè)波動(dòng),波動(dòng)的振幅我們用ϴ來表示。這是一種量子干涉現(xiàn)象,因?yàn)槊恳环N中微子里面,它會(huì)同時(shí)存在幾個(gè)自己的本征態(tài)。最早的中微子振蕩的跡象是來自于太陽中微子失蹤之謎。美國的戴維斯教授,他是從1960年代開始研究探測太陽中微子,他因?yàn)槭状翁綔y到來自太陽的中微子,證明太陽的能源是來自于氫核聚變這個(gè)現(xiàn)象,獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。



但是他不僅僅是證明了太陽的能源來自氫核聚變,同時(shí)他也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)太陽中微子失蹤之謎,也就是說,他看到的太陽中微子的個(gè)數(shù)只有我們預(yù)期的1/3,大部分的中微子都不見了。這個(gè)解釋有很多種,但是沒有一個(gè)令人信服的。



這個(gè)問題很多年沒有解決。一直到1984年美國加州大學(xué)有一個(gè)華人物理學(xué)家叫陳華森,他提出了一個(gè)非常天才的想法。他認(rèn)為我們既然用水看不到太陽中微子去了哪里,那么我們用重水,如果用重水的話,我們能同時(shí)看見不同的中微子,這樣就能判斷中微子是不是真的丟了,還是變成了其他種類的中微子。他提出這個(gè)實(shí)驗(yàn)由加拿大的薩德伯里完成。

 
但是非常不幸的是,陳華森幾年以后就因病去世了,這個(gè)實(shí)驗(yàn)就改由加拿大的麥克唐納教授領(lǐng)導(dǎo)。麥克唐納領(lǐng)導(dǎo)的薩德伯里實(shí)驗(yàn)在2001年發(fā)現(xiàn)了太陽中微子的丟失就是因?yàn)橹形⒆拥恼袷帯?/span>

到2002年的時(shí)候,基本上科學(xué)家都相信中微子是振蕩的。2015年,這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)頭的科學(xué)家梶田隆章和麥克唐納被授予了諾貝爾獎(jiǎng),因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了中微子振蕩現(xiàn)象,證實(shí)了中微子有質(zhì)量。中微子有質(zhì)量,是我們第一次有實(shí)驗(yàn)證據(jù)超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的新的現(xiàn)象,它有可能會(huì)導(dǎo)致新的物理。


有許多現(xiàn)象標(biāo)準(zhǔn)模型解釋不了,比如宇宙為什么會(huì)加速膨脹,1998年的時(shí)候,通過衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的速度不僅沒有減小,而是在加速,是一個(gè)很奇怪的現(xiàn)象。那是什么力推動(dòng)它加速的,我們到現(xiàn)在為止還不知道,所以我們把它叫做暗能量,認(rèn)為有一種不知道的力叫暗能量,推動(dòng)了宇宙在加速。


我們知道標(biāo)準(zhǔn)模型里面有強(qiáng)力、有弱力、有電磁力,暗能量是一個(gè)什么力,我們填不進(jìn)去。另外一個(gè)就是銀河系為什么能夠存在。早期的時(shí)候我們相信有一種暗物質(zhì)把這些物質(zhì)都凝聚成星系,我們現(xiàn)在看到所有的星系轉(zhuǎn)動(dòng)的速度,都比我們預(yù)期要快,如果沒有一個(gè)額外的引力存在,那么這個(gè)星系就會(huì)飛散。所以銀河系能夠存在,一定有個(gè)什么東西產(chǎn)生引力,那么我們把這個(gè)引力叫暗物質(zhì)。

還有一個(gè)證明就是中微子為什么會(huì)有質(zhì)量?在標(biāo)準(zhǔn)模型里面,中微子是沒有質(zhì)量的,它怎么產(chǎn)生的,我們也不知道,怎么去修改模型,使它跟我們理論符合,我們也不知道,所以現(xiàn)在里面有很多問題。一般來說,我們對中微子的研究,是有可能會(huì)導(dǎo)致新的理論,有可能會(huì)解釋宇宙的起源和演化。

我們看到了大氣中微子的振蕩,看到了太陽中微子的振蕩,其實(shí)還是應(yīng)該有一種振蕩,我們把它叫做  。從以前的實(shí)驗(yàn),我們知道  一定很小。我們相信中微子振蕩可能跟宇宙早期的物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱性有關(guān)系。為什么我們宇宙能夠存在,現(xiàn)在看到的全是物質(zhì),我們覺得有可能中微子振蕩能解釋它。如果第三種振蕩是零的話,那么這種不對稱性就不會(huì)存在,所以我們就沒辦法用中微子去解釋宇宙早期的謎底。



假如振蕩存在的話,那么我們在離反應(yīng)堆某一個(gè)地方,我們看到箭頭指的地方,它就會(huì)有這樣一個(gè)振蕩曲線,中微子就會(huì)丟一部分,我們現(xiàn)在確信中微子一定是振蕩的,那么我們也一定需要知道振蕩有多大。那么中微子研究的下一步就是我們?nèi)ふ业谌N振蕩,這個(gè)就是大亞灣實(shí)驗(yàn)最先的起源。


實(shí)驗(yàn)非常重要,國際上有很多競爭,中國的大亞灣實(shí)驗(yàn),法國的Double Chooz 實(shí)驗(yàn),韓國的RENO實(shí)驗(yàn)。大概在2003年的時(shí)候,國內(nèi)就提出了我們要在大亞灣去做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),那時(shí)候我在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室,我是1998年畢業(yè)以后到了法國,然后到了美國去做中微子實(shí)驗(yàn)研究。



在這張照片里面有兩個(gè)人,一個(gè)我們現(xiàn)在的高能所所長王貽芳教授,一個(gè)美國加州大學(xué)的陸錦彪教授,他們兩個(gè)是大亞灣實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)始人。大概在2003年9月份的時(shí)候,我在美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室辦公室里,接到王貽芳給我的電話,他是在日本的KamLand的實(shí)驗(yàn)室,從他的值班室給我打的電話。因?yàn)樗沁@個(gè)實(shí)驗(yàn)的成員之一,每年都有去值班的義務(wù),值班的時(shí)候他碰到了陸錦彪,然后兩人一討論,覺得我們在大亞灣能夠做這個(gè)實(shí)驗(yàn),非常好,所以他就給我打了一個(gè)電話。


他問我,我們這個(gè)探測器設(shè)計(jì)是方的好,還是設(shè)計(jì)成圓柱體的好。方的搭起來容易,圓的搭起來難,但是性能是圓的好,方的不好。他問我方的行不行。然后我就做了一個(gè)計(jì)算機(jī)的模擬計(jì)算,過了兩個(gè)星期,我告訴他方的不行,所以后來我們看到的探測器都是圓柱形的。然后他跟我說回來吧,我們有點(diǎn)事兒要干了,又過了兩個(gè)星期我就回國了,開始參加這個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是2003年的時(shí)候。這幾張照片是我2004年拍的,就是我第一次去大亞灣核電站的時(shí)候從大亞灣核電站餐廳拍的。

我們?yōu)槭裁催x擇在大亞灣去做這個(gè)實(shí)驗(yàn),是因?yàn)樽鲞@種實(shí)驗(yàn)首先需要反應(yīng)堆的功率越大越好,功率越大,我們看到的中微子數(shù)就越多,實(shí)驗(yàn)就測得越準(zhǔn)確。第二個(gè),我們需要反應(yīng)堆的旁邊有山,因?yàn)椴还苁侵形⒆訉?shí)驗(yàn)還是暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn),它們都是非常稀有的事例,都會(huì)有很多假信號(hào),我們要把它埋在山里面,然后把這些假信號(hào)都濾掉,我們才看到比較干凈的事例。我們看到大亞灣正好有這個(gè)條件,大亞灣核電站就是全世界最好的做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的地方。



這是我們最后建成后的實(shí)驗(yàn)布局,在這里有六個(gè)圓點(diǎn),代表大亞灣核電站的六個(gè)反應(yīng)堆。我們在地下修了一個(gè)隧道,總共三公里長,把三個(gè)實(shí)驗(yàn)室連起來。兩個(gè)近點(diǎn)的探測器就探測兩塊核電站放射出的中微子,然后中微子從這兒出來以后,就會(huì)開始振蕩,有可能會(huì)丟一部分。我們在遠(yuǎn)點(diǎn)放置四個(gè)探測器去探測振蕩。這是我們看到的探測器泡在一個(gè)水池里面,這樣一個(gè)探測器直徑是五米,水池大概是十幾米,14米乘10米。



這是一個(gè)直徑五米的探測器,中間是一個(gè)有機(jī)玻璃罐,里面還有一個(gè)三米大的有機(jī)玻璃罐,里面放的是液體閃爍體,就跟我們平時(shí)玩兒的熒光棒一樣,它只要受點(diǎn)激發(fā)就會(huì)發(fā)光,只不過熒光棒是化學(xué)激發(fā),我們這里面是中微子發(fā)生反應(yīng)以后,產(chǎn)生的帶電粒子,它會(huì)激發(fā)液閃發(fā)光。發(fā)出的光會(huì)從有機(jī)玻璃罐里面?zhèn)鞒鰜恚缓蟊还怆姳对龉芸吹,這些光電倍增管是裝在整個(gè)探測器的邊緣上,我們就用這個(gè)探測器來探測中微子。有一個(gè)中微子進(jìn)到探測器里來,發(fā)生反應(yīng)以后,就會(huì)看到連續(xù)的兩次閃光,然后我們就知道有一個(gè)中微子過來了。

我們探測器大概是2011年底完成安裝,但是在2011年的時(shí)候,日本的一個(gè)實(shí)驗(yàn)說他們找到第三種振蕩有可能很大。原則上說他們有可能是最先發(fā)現(xiàn)第三種振蕩模式,但是他們比較不幸,因?yàn)槲覀兌贾?011年的三月份日本的福島發(fā)生了大地震,把他們的儀器震壞了,所以他們暫時(shí)沒有辦法繼續(xù)做下去,要把儀器修好。而我們想,做了這么久,如果落到人家后面就太可惜了。所以我們當(dāng)時(shí)就改變了計(jì)劃,本來應(yīng)該是八個(gè)探測器,我們只放了六個(gè)探測器就開始取數(shù)。最后在日本人以及韓國人之前最先發(fā)現(xiàn)了中微子振蕩,開機(jī)后只用了55天的數(shù)據(jù)。在2012年的時(shí)候我們就發(fā)現(xiàn)了新的中微子振蕩,打開了中微子研究新的大門,對全世界科學(xué)家都是一個(gè)很好的消息。

體現(xiàn)在兩個(gè)方面,第一個(gè)就是它不為零,這樣的話有可能是中微子振蕩導(dǎo)致了宇宙早期的反物質(zhì)消失,只留下正物質(zhì)構(gòu)成我們的世界。第二個(gè)是我們中微子后來還有一些研究,像中微子的質(zhì)量排序。  這個(gè)值如果很小的話,以后的實(shí)驗(yàn)我們現(xiàn)有的技術(shù)是沒有辦法做的。如果這個(gè)值很大,我們現(xiàn)有的技術(shù)就可以做。所以我們發(fā)現(xiàn)  很大以后,國際上新一代的中微子實(shí)驗(yàn)都開始部署,日本的頂級(jí)神岡試驗(yàn),我們的江門中微子實(shí)驗(yàn),還有美國的DUNE實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)開始建造了。



從2012年到2020年大概有九年的數(shù)據(jù),我們除了發(fā)現(xiàn)中微子振蕩以外,還做了三件事。第一件就是把振蕩的精度從20%提高到了3%,第二個(gè)我們測量了反應(yīng)堆中微子能譜。后面這兩個(gè)不在我們原來計(jì)劃里面,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)堆中的能譜跟我們想的也不一樣,至于為什么會(huì)跟理論差那么多,我們現(xiàn)在還不是很清楚。所以我們正在做一個(gè)臺(tái)山中微子實(shí)驗(yàn)去理解這些問題。另外一個(gè)我們排除了美國實(shí)驗(yàn)說的有可能會(huì)存在第四種中微子的空間。


大亞灣實(shí)驗(yàn)停止并不代表我們中微子實(shí)驗(yàn)就不做了,實(shí)際上我們正在做一個(gè)更大更好的中微子實(shí)驗(yàn),叫江門中微子實(shí)驗(yàn)。它的主要物理目標(biāo),一個(gè)是測量中微子的質(zhì)量順序,另外一個(gè)是測量中微子的CPE相角。這個(gè)實(shí)驗(yàn)會(huì)在地下700米修一個(gè)兩萬噸的探測器,將采用四萬個(gè)光電倍增管。



為了完成這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們要修建一個(gè)現(xiàn)在國內(nèi)最大的地下洞室,要做一款世界上探測效率最高的光電倍增管,要做國際上最大的有機(jī)玻璃容器,這個(gè)有機(jī)玻璃容器的直徑是35.4米,12層樓高。在這之前國際上最大的、就是2015年獲得諾貝爾獎(jiǎng)的加拿大的實(shí)驗(yàn)有12米,我們比它的直徑要大三倍,體積要大20倍。因?yàn)樘綔y器很大,所以我們要求中間灌的液體閃爍體的透明度也要最好,所以我們要做世界上最透明的液體閃爍體,這是對我們實(shí)驗(yàn)的四大挑戰(zhàn)。


其實(shí)這些技術(shù)從大亞灣實(shí)驗(yàn)開始,我們就在研究,然后從大亞灣到現(xiàn)在每一個(gè)方面在核心技術(shù)上,我們都有很大的突破。比如說光電倍增管,當(dāng)時(shí)在國內(nèi)我們發(fā)現(xiàn)做不出來,于是去日本買。到2008年的時(shí)候我們經(jīng)過很多次嘗試,跟不同的兩個(gè)公司和研究所合作,一直到2017年,我們生產(chǎn)出了自己的光電倍增管,而且是用新的工藝,現(xiàn)在量子效率比日本的還要好。

在做大亞灣實(shí)驗(yàn)時(shí),我們把全中國的公司都掃了一遍,發(fā)現(xiàn)沒有廠家敢接有機(jī)玻璃球的制作。因?yàn)樽鲇袡C(jī)玻璃球看起來不難,但是要求非常高的精度。大亞灣實(shí)驗(yàn)的精度是要求三毫米到五毫米。而到江門實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,需要更大的有機(jī)玻璃球,后來在國內(nèi)調(diào)研一圈,非常高興地發(fā)現(xiàn),才過了幾年,國內(nèi)的加工實(shí)力提高得非常快,加工基本上沒什么問題。所以我們現(xiàn)在是在跟公司合作生產(chǎn),而且大部分的部件都已經(jīng)生產(chǎn)完了,馬上就會(huì)開始安裝,而且我相信應(yīng)該只有我們能做,只有中國能做。


這里看到的是現(xiàn)在江門中微子實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的照片,一個(gè)山溝溝里面,很漂亮,只不過交通不太方便。我們現(xiàn)在在施工的地方,將來安裝探測器的安裝大廳,這里是我們將來純化液體閃爍體的液閃純化大廳。然后這里有一個(gè)40%坡度的軌道車,就跟我們爬風(fēng)景點(diǎn)的纜車一樣,這樣一直走到地下700米,在一個(gè)山底下,同時(shí)這個(gè)地方有一個(gè)豎井,我們可以通過電梯下到地下700米,然后到達(dá)探測器。


我們?yōu)槭裁刺暨@樣一個(gè)地方,是因?yàn)橄霚y中微子振蕩,我們要求所有的來自反應(yīng)堆的中微子振蕩,它的振蕩的距離都一樣,要不然的話,有的振蕩到最大值,有個(gè)振蕩到最小值,振蕩信號(hào)就抵消掉了。所以我們要求的所有的反應(yīng)堆的距離都相等。

江門中微子實(shí)驗(yàn)觀測的是陽江核電站跟臺(tái)山核電站發(fā)出來的中微子,所以實(shí)驗(yàn)點(diǎn)離陽江核電站和臺(tái)山核電站的距離要精確一樣。我們通過計(jì)算找到允許的地方,有一個(gè)長2公里、寬200米,只能選在這里面,正好這個(gè)地方有座山,這就是我們選點(diǎn)的地方。離廣州開車大概三個(gè)小時(shí)。


江門中微子實(shí)驗(yàn),現(xiàn)有18個(gè)國家,77個(gè)研究機(jī)構(gòu)參加,共600多名科學(xué)家參與這個(gè)實(shí)驗(yàn)。大概今年就開始探測器的安裝,到2023年會(huì)正式開始取數(shù)。


那么我們能做些什么?

最重要的物理目標(biāo)是測量中微子質(zhì)量順序,大概要花六年的時(shí)間。但是在這之前我們會(huì)有很多物理結(jié)果出來,比如說我們把其中三個(gè)振蕩參數(shù)測到世界上最精確的程度,然后我們可以去研究太陽中微子。我們通過探測來自于地球中微子事件,花六到十年可以確定地球物理的模型。可以通過六到十年時(shí)間去確定超新星的背景中微子。

當(dāng)然超新星什么時(shí)候爆發(fā)我們不知道,因?yàn)閺?987年到現(xiàn)在,再也沒有一次爆發(fā),所以完全靠運(yùn)氣,但是我們愿意等30年。我們最開始說小柴昌俊他的最初的目標(biāo)是去找質(zhì)子衰變,那么我們也可以去找,用另外一種方法去找。


同時(shí)國際上有兩個(gè)正在建的跟我們同時(shí)代的三大實(shí)驗(yàn),美國的“沙丘”實(shí)驗(yàn),他們計(jì)劃2027年建成,日本的頂級(jí)神岡實(shí)驗(yàn),也是計(jì)劃在2027年建成。這三個(gè)實(shí)驗(yàn)各有所長,目標(biāo)有一些相同,但是各有所長,彼此互補(bǔ),能回答很多的中微子的未解之謎。所以未來的一二十年或者二三十年,中微子一定會(huì)有更多更有意思的成果。


 
 
 
 小角中子散射技術(shù)…
 輻射與大多數(shù)有害物質(zhì)不同,輻......
 X射線物理學(xué)
 X射線通常指電磁波譜上紫外線......
 材料介觀結(jié)構(gòu)的SA…
 材料介觀結(jié)構(gòu)的小角X射線散射......
 中科院金屬所《Sc…
 鋯合金中的第二相為AB2型的......
 探索微觀世界時(shí)空…
 ◇HEPS是我國第一臺(tái)高能同......
 核電站內(nèi)捕捉幽靈…
 今天我報(bào)告的題目是“核電站內(nèi)......
 移動(dòng)式探傷的輻射…
 移動(dòng)式探傷沒有固定的作業(yè)場,......
 王貽芳:探索“無…
 ......
 什么是輻射加工?
 ......
 大型輻照裝置的輻…
 ......
 95MeV射頻電子直…
 ......
 輻射對人體的效應(yīng)…
 ......
 核從哪里來
 ......
 輻射環(huán)境監(jiān)測低本…
 ......
 放射源是如何分類…
 ......
 
 
 
關(guān)于我們 技術(shù)服務(wù) 防護(hù)工程 輻射裝備 交流合作 典型案例
公司簡介
資質(zhì)榮譽(yù)
專家團(tuán)隊(duì)
技術(shù)成果
企業(yè)環(huán)境
生產(chǎn)設(shè)備
防護(hù)設(shè)計(jì)
課題委托
核污染治理
辦理輻射安全
輻射監(jiān)測網(wǎng)構(gòu)建
核科研實(shí)驗(yàn)室
安防輻射防護(hù)
工業(yè)輻射防護(hù)
醫(yī)療輻射防護(hù)
耐中子輻射電機(jī)
核整形裝置
工業(yè)防護(hù)設(shè)備
醫(yī)療防護(hù)設(shè)備
特種防護(hù)材料
企業(yè)合作
科研合作
技術(shù)交流
醫(yī)療輻射防護(hù)
工業(yè)輻射防護(hù)
安防輻射防護(hù)
核科研實(shí)驗(yàn)室
核整形裝備
耐輻射伺服電機(jī)
輻射監(jiān)測網(wǎng)構(gòu)建
核污染治理
 
聯(lián)系我們
全國服務(wù)熱線
1380 2462 741
掃描二維碼
 
版權(quán)所有© 廣東中科攬勝輻射防護(hù)科技有限公司 2021    備案號(hào):粵ICP備16129299號(hào)   技術(shù)支持:中投盛世