江门中微子实验探测器主体将建成 捕捉“幽灵”粒子为何在地下700米？

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江门中微子实验大科学装置，是科研团队耗时多年，在广东江门地下700米深处建造的一个巨型实验室。利用这个深埋地下的大科学装置，科学家们将捕捉探测宇宙中最古老最原始的一种基本粒子——中微子。明天，江门中微子实验探测器主体即将建成。
中微子：
构成物质世界的基本粒子之一
什么是中微子？
为什么要在地下700米深处
建造一个如此巨大的实验装置？
研究中微子究竟有什么意义？
一起了解神奇的宇宙“幽灵”粒子：
中微子
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中微子是构成物质世界的基本粒子之一，从宇宙产生的那一刻起就扮演着重要角色，在最微观的物质世界和最宏观的宇宙中起着重要作用，如果没有中微子，太阳不会发光，也不会有银河系、地球，以及人类。
从1956年人类发现中微子以来，对中微子的探索与研究从未停止，然而由于中微子极难探测，使其至今还有很多未解之谜没有解开。


历史上我们曾经认为原子是最小的粒子，但是在厥后的深入研究中，人类逐渐发现构成今天我们的世界的基本粒子包罗6种夸克和6种轻子。其中轻子中有3种是中微子，即：

• 电子中微子
  
• 缪子中微子
  
• 陶子中微子
  

中国科学院高能物理研究所研究员 衡月昆：中微子在宇宙中数量非常多，另外在宇宙之初就产生了。所谓的“幽灵”粒子，一般是打引号的，这里面的“幽灵”意思是指它极其难探测，因为它跟物质发生作用的概率特别低，物质很难拦截它，它的穿透能力特别强，所以探测难度特别大。
专家称，正是因为中微子的穿透力极强，因此建在地下700米的江门中微子实验探测器既可以有用屏蔽宇宙线和外界其他干扰，又不会拦阻捕捉中微子。


中国科学院院士 江门中微子实验首席科学家 王贻芳：我们一方面想知道中微子的绝对质量到底是多少，另外一方面也想通过中微子的振荡知道中微子之间的相对质量差是多少。通过这些质量的研究，可以构造对物质世界理解的理论，基于此也可以跟宇宙的起源演化联系起来，让我们理解宇宙和物质世界。


专家称，围绕中微子的研究是典型的基础科学研究范畴，也是国际上最尖端的科学研究领域。中微子研究也许不会在3到5年，甚至10年、20年内给我们的生存带来哪些变化。但是就如十九世纪六十年代，英国物理学家麦克斯韦理论预言了电磁波的存在，从而为人类进入电气时代奠定了基石一样，百年后的人类才得以应用到各种家用电器和通讯装备。而今天我们对于中微子的研究大概也将在未来某个时间改变我们对这个宇宙的认知，从而彻底改变人类的生存方式。
拥有世界最大单体有机玻璃布局
江门中微子实验探测器主体
拥有世界最大的单体有机玻璃布局
根据设计要求
建成后探测器球体内部将灌满液体闪烁体
而外部将充满超纯水
在内外不同压强的液体中
有机玻璃的强度
能够满足未来30年的利用需求吗？
江门中微子实验探测器主体的球形布局总共利用263块有机玻璃，每块的厚度为120毫米，对于如此大体积的玻璃球来说，这个厚度可谓“薄如蛋壳”。


为了测试这种有机玻璃的强度，记者来到了这种有机玻璃位于江苏的生产基地。在这里一场特殊的“拔河”比赛正在举行，目标是看有机玻璃体的抗拉扯性能到底如何。现场两辆开足马力的叉车正在通过绳索拉扯位于中央位置的工字形有机玻璃体。两辆叉车可谓铆足了劲，将巨大的牵引力全部集中在这块有机玻璃体上。在几分钟的实验中我们看到，叉车仅仅是在原地打滑，轮胎不仅磨掉了很多碎屑，甚至还冒出阵阵浓烟，中间的有机玻璃体却毫发无损。实验证明，用于江门中微子实验探测器主体建设的有机玻璃体拥有非常出色的抗拉扯性能。
为了测试这种有机玻璃的抗撞击能力，在另一处测试点，400千克的重锤打击试验也已经准备就绪，被撞击的对象同样是用于江门中微子实验探测器主体有机玻璃球建造的材料，不过试验中利用的这块有机玻璃厚度要更薄一些。随着现场铁锤被拉高到测试的标准高度后，撞击试验开始了。


伴随巨大的撞击声，锥形重锤的最尖锐边缘重重地撞在有机玻璃外貌，并被瞬间弹回。尽管有机玻璃在400千克重锤撞击下整体出现了瞬间形变，但是并没有出现破损与开裂，仅仅在外貌留下一些重锤上颜色的陈迹。实验证明，应用于江门中微子实验探测器的有机玻璃耐打击性同样非常优秀。

来源：https://view.inews.qq.com/k/20241119A08A0N00
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