大亞灣中微子實驗國際合作組發(fā)言人王貽芳3月8日在北京宣布,大亞灣中微子實驗發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩,并測量到其振蕩幾率。這一重要成果是對物質(zhì)世界基本規(guī)律的一項新的認識,對中微子物理未來發(fā)展方向起到了決定性作用,并將有助于破解宇宙中“反物質(zhì)消失之謎”。
“大亞灣實驗的結(jié)果具有極為重要的科學意義。它不僅使我們更深入了解了中微子的基本特性,也決定了我們是否能夠進行下一代中微子實驗,以理解宇宙中物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱現(xiàn)象,即宇宙中‘反物質(zhì)消失之謎’。”中國高能物理學會理事長趙光達院士說。
據(jù)介紹,中微子是一種極難被探測到的基本粒子,在微觀的粒子物理和宏觀的宇宙起源及演化中都極為重要。中微子共有三種類型,它可以在飛行中從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型,稱為中微子振蕩。
中微子的前兩種振蕩模式即“太陽中微子之謎”和“大氣中微子之謎”已被實驗證實,其發(fā)現(xiàn)者憑此獲得了2002年諾貝爾獎,但第三種振蕩則一直未被發(fā)現(xiàn),甚至有理論預言其根本不存在。
由于科學意義重大,國際上先后有7個國家提出了8個實驗方案,最終進入建設階段的共有3個。中國科學院高能物理研究所的科研人員2003年提出設想,利用我國大亞灣核反應堆群產(chǎn)生的大量中微子,來尋找中微子的第三種振蕩,并提出了實驗和探測器設計的總體方案。
由于這一方案具有獨特的地理優(yōu)勢和獨到的設計,得到了國際上的廣泛支持,目前匯集了來自中國大陸、美國、俄羅斯、捷克、中國香港和中國臺灣等6個國家和地區(qū)的200多名科學家共同參與。
據(jù)介紹,大亞灣實驗是一個中微子“消失”的實驗,它通過分布在三個實驗大廳的8個全同的探測器來獲取數(shù)據(jù)。每個探測器為直徑5米、高5米的圓柱形,裝滿透明的液體閃爍體,總重110噸。周圍緊鄰的核反應堆產(chǎn)生海量的電子反中微子,近點實驗大廳中的探測器將會測量這些中微子的初始通量,而遠點實驗大廳的探測器將負責尋找預期中的通量減少。
在2011年12月24日至2012年2月17日的實驗中,科研人員使用了6個中微子探測器,完成了實驗數(shù)據(jù)的獲取、質(zhì)量檢查、刻度、修正和數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明中微子第三種振蕩幾率為9.2%,誤差為1.7%,從而首次發(fā)現(xiàn)了這種新的中微子振蕩模式。
大亞灣中微子項目是中國基礎科學領域最大的國際合作項目,也是美國能源部基礎研究領域?qū)ν馔顿Y第二大的國際合作?!按髞啚持形⒆訉嶒烅椖繉τ诩訌娀A研究領域的國際合作、提高中國在該領域的原始性創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義?!敝锌圃涸洪L白春禮說。
(來源:新華網(wǎng))