这台深埋地下700米的科学装置，将捕捉宇宙最古老的基本粒子

时事 2024-11-20 18:18 新疆

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。今天，江门中微子实验探测器主体即将建成。

江门中微子实验建设进入收尾冲刺阶段

总台央视记者任梅梅：在地下700米深处的江门中微子实验室里，是一派非常紧张而又繁忙的景象，目前整个装置的建设已经进入到一个冲刺收尾的关键阶段，我们在现场可以看到各种建造材料一趟一趟地通过小火车从地面运抵这里，各个部门、各个工种的工作人员也都在争分夺秒地忙碌着。因为，不久之后，通往这里的大门就会封闭，我们所在的这个位置将被3.5万吨的超纯净水所充满，因此现在也是最后的、我们能在现场给大家近距离展示江门中微子探测器本体的宝贵机会了。

在我身后就是江门中微子的球形探测器，它已经近乎完整，不锈钢外壳的直径超过了40米，里边包裹了直径三十多米的有机玻璃球，是一个十分庞大而又精细的探测装置。它将要探测的中微子，是构成物质世界的基本粒子之一，在宇宙之初就形成了，它与物质发生作用的概率特别低，穿透能力特别强，所以探测难度很大。要捕捉中微子的痕迹，我们这个地下的科学重器，不仅有厚厚的岩层来有效屏蔽宇宙线和外界的其他干扰，还有四万多只金灿灿的“眼睛”，这些“眼睛”探测中微子的核心部件之一，学名叫做“光电倍增管”。

今天，在我身后的这个位置，将会迎来最后一个光电倍增管模块的安装，这也意味着探测器的主体就要建成了。光电倍增管就像一个个金灿灿的“灯泡”，为什么是以模块的方式进行安装，我们请现场的技术负责人李国星给我们介绍。

江门中微子实验光电倍增管安装公司技术总监李国星：由于探测器设计的要求，光电倍增管表面覆盖率要达到75%，如何将4.5万个像灯泡一样的球形光滑的光电倍增管，高效率和高精度地安装在巨大的不锈钢球形网架上，成为这个项目的难点。为此我们专门为光电倍增管设计了不锈钢模块系统，将4.5万个光电倍增管和电线、电缆以及各种电子元件，分别集成在总计约4300个尺寸各不相同的模块上，其中我们已经看不到的内侧有3700个模块集成了4.3万个光电倍增管，现在还能看到的外层620个安装有2400个光电倍增管。为了保证光电倍增管安装的高精度，每一个模块设计、制造、安装都通过电脑三维模拟，制造过程采用激光下料、自动焊接，现场安装采用了球面空间坐标定位，最终实现了光电倍增管精确到毫米级精度的安装。

中微子：构成物质世界的基本粒子之一

那么，什么是中微子？探测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？

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，但是在后来的深入研究中，人类逐渐发现构成今天我们的世界的基本粒子包括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、缪子中微子和陶子中微子。

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效屏蔽宇宙线和外界其他干扰，又不会阻碍捕获中微子。

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，我们可以构造我们对物质世界理解的一个理论，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。

什么是超纯水

江门中微子实验球形探测器未来将被浸泡在3.5万吨的超纯水中。那么什么是超纯水？它又有哪些特性呢？

总台央视记者褚尔嘉：我现在在江门中微子实验地下700米的液闪纯化厅，今天在现场我们找到了两瓶水，这两瓶水其中一瓶是自来水，另外一瓶是超纯水。那么到底这两瓶水有什么区别呢？其实我们用肉眼根本无法分辨，一会我们就会用后面的专业设备请工作人员给我们来测试一下，到底哪一瓶是自来水，哪一瓶是超纯水。

科研人员介绍，所谓超纯水就是经过专业设备纯化后的水，相比未经过专业纯化的水来说，超纯水的电阻率会比较高，几乎不导电。而我们平时用的水，例如自来水，因为它里面有其他的物质，这些物质会产生阴阳离子，所以就会导电。另外，超纯水的透明度很好，有利于排除宇宙线对于中微子信号的干扰。

来源：央视新闻客户端

编辑：丁娜娜

审核：钟新

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