实验探测器捕捉 “来去无踪”的中微子

本文转自：泰安日报

中微子是组成自然界的一种基本粒子，在宇宙中广泛存在。大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生，例如太阳发光、超新星爆发、宇宙射线、核反应堆发电等。

中微子也是目前最神秘的粒子之一。它们不带电，质量极小，几乎不与其他物质发生相互作用。它们如幽灵一般穿透地球，“来无影去无踪”，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。

中微子的最大特点就是几乎不与任何物质反应。我们感觉不到它的存在，科学上探测也极为困难。因此，中微子的发现和研究过程，饱含着几代科研人员的心血。

在这个领域，中国作出了重要贡献。2012年，大亚湾中微子实验室宣布发现了新的中微子振荡模式，成为中微子研究的重要里程碑。2020年12月，大亚湾反应堆中微子实验圆满完成科学任务正式退役，同时，另一“国之重器”也开始构建，那就是江门中微子实验探测器。

江门中微子实验（JUNO）位于广东省江门开平市，是由中科院和广东省共同建设的大科学装置，以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要科学目标，并进行其他多项科学前沿研究。项目预计2024年建成运行，届时将成为国际中微子研究的中心之一。

江门中微子实验于2015年开始建设，建于广东江门开平市金鸡镇、赤水镇一带的打石山。目前，已经完成了绝大部分基础建设，无论是地下实验大厅，还是相关的水、电、气等设备都已经完成并安装到位，现在已开始进行探测器安装。

探测中微子，有一种办法是通过液体闪烁体探测器来捕捉它们产生的信号。

科研人员在有机玻璃球里注入透明的特制液体——液体闪烁体（简称液闪），当中微子穿过球体时，会有一定的概率和液体里密布的氢核发生反应。每一次反应产生一个正电子和一个中子，正电子随即湮灭释放出一个快信号，中子则在反复碰撞后被其他氢核吸收并释放出一个慢信号。一前一后两次闪烁，就透露了中微子的行踪。

“探测器越大，捕捉到的信号越多，数据量越大，就越能看到别人所看不到的。”江门中微子实验副发言人、中科院高能物理所研究员曹俊说，但是目前中微子仍有太多未解之谜，还是很难探测，很多实验研究进展有限，最大原因就是捕捉到的中微子信号太少、数据太少。

稿件来源：科普中国