江门中微子实验:从地下深处仰望星辰大海

5个月前 来源:科技日报 观看:103

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开栏的话 冬去春来,四季更替,又到了喜迎新春的时刻。浓浓的年味里,有人分秒必争,以奋斗书写新一年的梦想;有人坚守一线,用精细化的服务守护“流动的中国”。放眼神州大地,各行各业日新月异,带来了欣欣向荣的喜人景象;非遗文化各具特色,在年复一年的传承里历久弥新;大国工程进度刷新,见证着科技创新的蓬勃力量;街头巷尾张灯结彩,映射出亿万国人的期盼与喜悦。即日起,本报开设“新春走基层”专栏,记者深入基层一线、走到田间地头、奔赴大国工程现场,记录这个春天里的时代风貌和人间温暖,展现大江南北的崭新气象。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

春节将近,在广东江门开平市打石山地下700米的江门中微子实验室,一群科研人员在默默地坚守。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

江门中微子实验是目前世界上最大、最灵敏的中微子探测项目,其核心装置是一个深埋地下的巨大球形探测器。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

从地面入口乘坐缆车,大约15分钟后,便可见到这个位于地下700米的探测器。缆车是科研人员每天上下的“班车”。1月12日,科技日报记者搭上“班车”,与工作人员一起向着昏暗幽深的地下进发。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

建在地下700米IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

作为构成物质世界的基本粒子之一,中微子不仅是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子,还因质量极轻、运动速度接近光速且几乎不与任何物质发生反应而极具神秘色彩。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

自1956年发现中微子以来,人类对中微子的研究从未停止。由于极难“捕捉”,中微子至今还有很多未解之谜。为了深入探索中微子的奥秘,2015年江门中微子实验项目正式开工建设。该科学装置以测量中微子质量顺序为首要科学目标,并同步进行多项重大前沿交叉研究。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院院士、江门中微子实验项目经理王贻芳介绍:“中微子的穿透力极强。建在地下700米的江门中微子实验探测器,既可以有效屏蔽宇宙线和外界其他干扰,又不会妨碍捕获中微子。通过江门中微子实验这一大科学装置来认识、研究中微子,对于粒子物理、天体物理、宇宙学等基础科学领域具有深远意义。”IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

2024年11月,江门中微子实验探测器主体建成,12月18日启动探测器的液体灌注。如今,正值探测器灌注和探测器联调的关键阶段。为了早日建成取数并在激烈的国际竞争中获得重大成果,江门中微子实验合作组成员正争分夺秒赶进度。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

说话间,15分钟时间很快过去了,缆车到达了终点。在科研人员的指引下,记者向探测器走去。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

超纯水灌装已过半IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

眼前这座巨型液体闪烁体探测器,相当于13层楼高,被放置在地下实验大厅内一个44米深的池子中央,由直径41.1米的不锈钢网壳支撑。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

工作人员介绍,江门中微子实验液体灌注分两步走:前两个月将超纯水灌满探测器最内层的有机玻璃球内外空间,再用6个月将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

经过层层过滤的超纯水以最大100吨/小时的流量注入探测器,如今已注入3万多吨,水位达到20多米,超纯水灌装过程已经过半。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

记者在地下液体灌注监控室看到,江门中微子实验的专家们与来自意大利、德国、美国、捷克的合作组成员一起轮流值班。探测器内水位不断上涨,水温、气压、应力、氮气流量等数据实时显示在监控室的电脑屏幕上。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“值班员们需要实时监控这些参数,根据运行状态响应指令,并定时在工作群里汇报进展,保障探测器液体灌注顺利进行。”在实验现场担任轮值经理的于泽源研究员指着监控画面说。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

地下的场面很“紧张”,地上其实也没闲着。在地面总控室,调试团队正同步开展探测装置联调,监控屏幕上实时显示着光电倍增管的噪声水平和探测器的运行状态。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

记者了解到,江门中微子实验物理目标丰富,探测装置复杂,但调试窗口仅有超纯水灌注的两个月时间。“为了抓住这个‘窗口期’,来自中国科学院高能物理研究所、清华大学、上海交通大学等单位的20余位电子学、触发、刻度、数据获取和探测器控制等专家密切配合,春节期间将坚守在总控室,一起讨论并解决问题。”于泽源说。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

江门中微子实验预计2025年8月开始正式运行取数。该实验建成后将成为国际中微子研究中心之一,进一步巩固我国在中微子研究领域的领先地位。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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眼前这座巨型液体闪烁体探测器,相当于13层楼高,被放置在地下实验大厅内一个44米深的池子中央,由直径41.1米的不锈钢网壳支撑。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

工作人员介绍,江门中微子实验液体灌注分两步走:前两个月将超纯水灌满探测器最内层的有机玻璃球内外空间,再用6个月将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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记者在地下液体灌注监控室看到,江门中微子实验的专家们与来自意大利、德国、美国、捷克的合作组成员一起轮流值班。探测器内水位不断上涨,水温、气压、应力、氮气流量等数据实时显示在监控室的电脑屏幕上。IpJ即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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