12层楼高的水晶球逼幽灵粒子现身

曹俊说,为降低液体天然的放射性杂质(比如气态的氩、氪、氡,或固态的铀),要通过三氧化二铝过滤、减压蒸馏、水萃取、蒸汽剥离一系列工序,相当于把几万吨的液体“洗一遍、蒸一遍”。

中科院高能物理所供图

光电倍增管外形像大灯泡,内部是真空的,多年泡在水池里是有风险的。科学家考虑到:如果某个“灯泡”裂一点缝,水瞬间吸入真空,在空间中心反弹,会形成激波。这种波破坏力极大,会引发连锁反应,毁掉其他的光电倍增管。

在粒子物理标准模型中,中微子是没有质量的,而中微子振荡表明它具有质量,这是一个超出标准模型的实验现象(暗物质是另一个标准模型无法解释的谜题)。所以中微子研究是现有理论的一个突破口。

中微子是这样被侦测到的:一个中微子撞上了一个质子,就化为一个中子和一个正电子。正电子随即湮灭放出一道光。中子则加入某个原子核,不稳定的原子核很快分裂并放出γ光子。因此,一先一后两道光,就是中微子碰撞的迹象。

位于广东的正在建设的江门中微子实验装置,是中国前所未有的最复杂的高能物理实验装置。与当前最好的国际同类装置相比,它的规模大20倍,精度提高近一倍。

这个水晶球的意义,是用透明的介质,分开里面的液闪和外面的水。中科院高能物理所研究员曹俊说,这个有机玻璃球必须非常透明,同时结实。

宇宙里到处都是中微子。每秒钟就有3亿亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体。中微子很难跟其他物质反应,穿行宇宙如入无物之阵。现代的中微子实验都会用巨量的靶物质作为陷阱,提高捕获中微子的几率。

JUNO可能在2021年试运行。它将以相当高的确信度,回答至关重要的“中微子质量顺序”的问题,并精确测量多个中微子参数,为物理学大厦添上重要的一块砖。(高博)

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