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【廣州日報(bào)】地下700米 捕捉“幽靈粒子”
2014-02-10 | 瀏覽次數(shù): | 【

    中科院中微子實(shí)驗(yàn)室落戶開平 將尋找科學(xué)數(shù)據(jù)幫助破譯宇宙起源密碼

  宇宙是如何形成的?宇宙大爆炸時(shí)產(chǎn)生的物質(zhì)到哪里去了?這些問題,好像與市民生活離得很遠(yuǎn),不過,一個(gè)有助于解開這些謎團(tuán)的高端科技項(xiàng)目正式落戶開平。

  昨日,記者從開平市召開的“江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”新聞發(fā)布會上了解到,這個(gè)能捕捉“幽靈粒子”中微子的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擬投資超10億元,將建在深達(dá)700米的地下,成為國內(nèi)最大的地下實(shí)驗(yàn)室。據(jù)介紹,中微子是破譯宇宙起源與演化密碼最重要的“鑰匙”。中科院高能物理研究所所長、江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王貽芳在接受記者采訪時(shí)揭開了該項(xiàng)目神秘的面紗。

  文/記者陳杰

  目前國內(nèi)僅建有一個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)室——大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)室,2012年,該實(shí)驗(yàn)室通過核反應(yīng)堆產(chǎn)生的中微子,發(fā)現(xiàn)一種新的中微子振蕩模式,被國際學(xué)術(shù)界評價(jià)為“開啟了中微子物理發(fā)展的大門”。

  神秘的中微子 

  太陽發(fā)光、天然放射性、宇宙射線穿過地球大氣層、核電站反應(yīng)堆等,都會產(chǎn)生中微子,但它不帶電,質(zhì)量非常輕,幾乎不與物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),每100億個(gè)穿過地球,只有一個(gè)能被捕捉。

  中微子是宇宙中的自由旅行者,它們以接近光的速度在宇宙中旅行,目前世界中微子仍有大量的謎團(tuán)尚未解開,在過去20年,有三次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了中微子試驗(yàn)的領(lǐng)導(dǎo)者。

  長啥樣子? 

  藏地下700米 整個(gè)洞穴無支柱 

  據(jù)王貽芳介紹,2011年,研究所在開平金雞和赤水鎮(zhèn)的打石山一帶鉆地600多米,找到適合中微子實(shí)驗(yàn)的場所,并經(jīng)一年多的研究后,在2012年正式確定建設(shè)。

  王貽芳稱,項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室將建在地下700米的深處,整個(gè)洞穴直徑50米沒有一根支柱,是國內(nèi)跨度和土石方量最大的地下洞室。此外,還要建設(shè)大型水池、中微子探測器等,而中微子探測器就安裝在地下實(shí)驗(yàn)室里,有十幾層樓高。

  該項(xiàng)目總投資擬超10億元,計(jì)劃今年年底或明年年初動工,其中隧道和地下實(shí)驗(yàn)室將在2017年建成,中微子探測器等試驗(yàn)裝置安裝預(yù)計(jì)2019年完成,項(xiàng)目至少運(yùn)行20年。

  研究什么? 

  尋找科學(xué)數(shù)據(jù) 揭示宇宙起源 

  中微子試驗(yàn)項(xiàng)目,到底研究什么?王貽芳稱,江門中微子探測器將是世界上能量精度最高、最大的液體閃爍體探測器,當(dāng)捕捉到來自反應(yīng)堆的中微子時(shí),液體閃爍體就會閃光,而光電倍增管將閃光轉(zhuǎn)為電信號,形成科學(xué)家研究的數(shù)據(jù)。

  對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行研究,可以告訴人類更多的宇宙的奧秘,比如中微子到底有多輕、宇宙大爆炸時(shí)產(chǎn)生的物質(zhì)到哪里去了、一些高亮度的星體如何發(fā)光以及其能量從哪里來等。

  王貽芳稱,中微子振蕩模式總共有6種參數(shù),已發(fā)現(xiàn)4.5種,剩下的1.5種等待科學(xué)家去發(fā)現(xiàn),而江門中微子實(shí)驗(yàn)室就是希望借助緊鄰臺山和陽江核電站的優(yōu)勢,通過監(jiān)測研究反應(yīng)堆中微子振蕩,幫助揭開宇宙形成的秘密。

  是否環(huán)保? 

  沒有廢液廢氣 對環(huán)境無污染 

  中微子實(shí)驗(yàn),有沒有污染?這是市民最擔(dān)心的。王貽芳說,這個(gè)項(xiàng)目“沒有污染、對環(huán)境影響非常非常小”。王貽芳解釋,探測中微子本身就需要在極其干凈的環(huán)境中進(jìn)行?!盎覊m對該實(shí)驗(yàn)來說是最臟的”。王貽芳說,實(shí)驗(yàn)裝置也沒有放射性,只要有放射性就會干擾中微子探測器。

  王貽芳稱,該項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括大型水池、中微子探測器,探測器主要是烷基苯組成,這是洗衣粉的原料,無色、無味、無毒,也不易燃燒。而探測器本身就安置在水中,就是烷基苯從有機(jī)玻璃容器中流出,也是留在包圍它的大水池中,對環(huán)境沒有什么影響。

  緣何開平? 

  緊鄰兩核電站  可捕捉中微子 

  一個(gè)如此高科技的項(xiàng)目,緣何落戶開平?

  王貽芳稱,現(xiàn)實(shí)世界中的中微子無處不在,但卻難以捕捉,對輻射也十分敏感,一旦外面有輻射,就探測不到。而在開平項(xiàng)目地,通過勘探地下600米,發(fā)現(xiàn)周邊50公里只有這個(gè)地方有完整的花崗巖,把探測器放置地下,厚厚的花崗巖可以擋住這些輻射干擾,讓探測器安靜捕捉中微子信號。另外,由于地下實(shí)驗(yàn)室要深700米、直徑50米,花崗巖地質(zhì)更穩(wěn)定,不易塌方。

  王貽芳稱,中微子實(shí)驗(yàn)還需要研究對象——核電站反應(yīng)堆釋放出來的中微子,需要在反應(yīng)堆附近,但又不能太近,根據(jù)科學(xué)計(jì)算,最有利就是在距離反應(yīng)堆50多公里處,開平打石山正好符合這個(gè)要求。

 ?。ㄔd于《廣州日報(bào)》2014年1月16日A11版,http://gzdaily.dayoo.com/html/2014-01/16/content_2516072.htm )


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