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大亞灣反應堆微中子實驗開始獲取數據
| 中國科學院高能物理研究所 |
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微中子探測器成功安裝在巨型水池之中，水池壁上安裝著光電倍增管，通過探測宇宙綫穿過水後産生的切倫科夫光，去除宇宙綫對微中子探測的干擾。 |
大亞灣反應堆微中子實驗國際合作組於8月15日15時在北京宣布，歷經為期四年興建座落於廣東大亞灣核電站內深入地下100米深、距反應堆僅360米的實驗大廳裡所安裝的兩個微中子探測器實驗裝置已經偵測到來自核電站反應堆群的微中子。此記錄被視為大亞灣國際合作組在測量微中子第三種振盪模式所邁出的重要第一步，其實驗結果很可能會對「宇宙中爲什麽物質多于反物質」之議題提供進一步的綫索。
大亞灣實驗是就微中子的第三種振盪模式進行測量由電子微中子為主組成的混合態轉變爲由τ微中子為主組成的混合態振盪模式。其中之最後一個未知混合角，θ13（西塔13）數值的大小决定了未來微中子物理研究的發展方向，並且與宇宙中“反物質消失之謎”有關。大亞灣實驗的科學家們預計，要實現測量θ13到百分之一的精度的實驗目標，大約需要兩年時間以搜集數據。
由於此實驗所負之科學意義重大，國際上的研究單位曾先後提出了8個實驗方案。由中國科學家提出的大亞灣實驗方案別具獨特的地理優勢和獨到的設計，獲得了國際各方的廣泛支持。美國能源部也放棄了其國內的兩個實驗方案，轉而支持美國科學家加入大亞灣實驗的合作。2006年成立的大亞灣國際合作組，目前已成爲由6個國家和地區的39個研究機構，250名研究人員組成。實驗經費方面由中國的科技部、中國科學院、自然科學基金委、廣東省、深圳市和中國廣東核電集團共同出資，在中國開創了國家、地方與企業共同出資推動基礎科學研究的先河。中國廣東核電集團對大亞灣微中子實驗反應堆的建設更是提供了寶貴的支持。該實驗是中國與美國在基礎研究領域規模最大的合作計畫之一，亦國是美國能源部在國外投資項目中第二大的粒子物理實驗計畫。
大亞灣實驗地理位置優越，緊鄰世界上最大的核反應堆群之一，並且緊鄰高山，非常有利於進行θ13精確測量。探測器放置在附近山底下的三個地下實驗大廳中，借由8個相同的探測器來量取數據。距大亞灣反應堆360米的一號實驗大廳最早開始運作行，距嶺澳反應堆約500米的二號實驗大廳將於今年秋天開始運行，距離最遠的三號實驗大廳，離核反應堆群約兩公里，預期在2012年的夏天開始量取數據。
大亞灣實驗是一個觀測微中子“消失”的實驗。大量的電子反微中子由反應堆産生後，兩個靠近反應堆的實驗大廳內的探測器先測量這些微中子的初始通量，而最遠方實驗大廳內的探測器負責尋找預期中的减少通量值。每個微中子探測器爲直徑5米，高5米的圓柱型設備，裝滿透明的液體閃爍體，總重量為110噸。當探測器捕捉到微中子時，液體閃爍體將發出微弱的閃光。借由安裝在探測器內表面的高靈敏度光電倍增管，進一步放大並記錄這些閃光訊號。
相較之下，反應堆每秒鐘産生的無數微中子而言，近點實驗大廳中的兩個探測器只能捕捉到極小的一部分微中子，約每日一千多個。而位於遠點實驗大廳的4個探測器，由於距離更遠，每天只能探測到幾百個微中子。爲了測量微中子混合角θ13，實驗需要準確記錄遠、近探測器的通量差別和能量分佈。
實驗大廳設於深山底下，借以屏蔽宇宙綫的干擾，同時，探測器放置在水池之中，以屏蔽周圍岩石層的放射性干擾。儘管有這些屏蔽，一些高能量的宇宙綫依然可以穿山而入。這時，裝在水池牆上的光電倍增管和水池頂上的μ子探測器會記錄下這些宇宙綫的軌跡，並將其造成的影響從微中子數據中排除。
大亞灣反應堆微中子實驗主要由中國與美國的科學家領導，研究團隊並包括來自俄羅斯、捷克、中國香港和臺灣的合作團隊。中國國內單位包括中科院高能所、清華大學、中國科學技術大學、南京大學、上海交通大學、山東大學等15個科研院所和院校。此計畫共同主持人由來自中國科學院高能物理研究所的王貽芳擔任項目經理，來自美國勞倫斯伯克萊國家實驗室的比爾·愛德華茲擔任項目經理、布魯克海文國家實驗室的史蒂夫·科特爾任首席科學家。