科学探索|核电站内捕捉幽灵粒子( 七 )


在做大亚湾实验时 , 我们把全中国的公司都扫了一遍 , 发现没有厂家敢接有机玻璃球的制作 。因为做有机玻璃球看起来不难 , 但是要求非常高的精度 。大亚湾实验的精度是要求三毫米到五毫米 。而到江门实验的时候 , 需要更大的有机玻璃球 , 后来在国内调研一圈 , 非常高兴地发现 , 才过了几年 , 国内的加工实力提高得非常快 , 加工基本上没什么问题 。所以我们现在是在跟公司合作生产 , 而且大部分的部件都已经生产完了 , 马上就会开始安装 , 而且我相信应该只有我们能做 , 只有中国能做 。
科学探索|核电站内捕捉幽灵粒子
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这里看到的是现在江门中微子实验现场的照片 , 一个山沟沟里面 , 很漂亮 , 只不过交通不太方便 。我们现在在施工的地方 , 将来安装探测器的安装大厅 , 这里是我们将来纯化液体闪烁体的液闪纯化大厅 。然后这里有一个 40% 坡度的轨道车 , 就跟我们爬风景点的缆车一样 , 这样一直走到地下 700 米 , 在一个山底下 , 同时这个地方有一个竖井 , 我们可以通过电梯下到地下 700 米 , 然后到达探测器 。
我们为什么挑这样一个地方 , 是因为想测中微子振荡 , 我们要求所有的来自反应堆的中微子振荡 , 它的振荡的距离都一样 , 要不然的话 , 有的振荡到最大值 , 有个振荡到最小值 , 振荡信号就抵消掉了 。所以我们要求的所有的反应堆的距离都相等 。
江门中微子实验观测的是阳江核电站跟台山核电站发出来的中微子 , 所以实验点离阳江核电站和台山核电站的距离要精确一样 。我们通过计算找到允许的地方 , 有一个长 2 公里、宽 200 米 , 只能选在这里面 , 正好这个地方有座山 , 这就是我们选点的地方 。离广州开车大概三个小时 。
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江门中微子实验 , 现有 18 个国家  , 77 个研究机构参加 , 共 600 多名科学家参与这个实验 。大概今年就开始探测器的安装 , 到 2023 年会正式开始取数 。
那么我们能做些什么?
最重要的物理目标是测量中微子质量顺序 , 大概要花六年的时间 。但是在这之前我们会有很多物理结果出来 , 比如说我们把其中三个振荡参数测到世界上最精确的程度 , 然后我们可以去研究太阳中微子 。我们通过探测来自于地球中微子事件 , 花六到十年可以确定地球物理的模型 。可以通过六到十年时间去确定超新星的背景中微子 。当然超新星什么时候爆发我们不知道 , 因为从 1987 年到现在 , 再也没有一次爆发 , 所以完全靠运气 , 但是我们愿意等 30 年 。我们最开始说小柴昌俊他的最初的目标是去找质子衰变 , 那么我们也可以去找 , 用另外一种方法去找 。
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同时国际上有两个正在建的跟我们同时代的三大实验 , 美国的“沙丘”实验 , 他们计划 2027 年建成 , 日本的顶级神冈实验 , 也是计划在 2027 年建成 。这三个实验各有所长 , 目标有一些相同 , 但是各有所长 , 互相互补 , 所以我们觉得未来的二三十年或者一二十年可以解决很多问题 , 能回答很多的中微子的未解之谜 。所以未来的一二十年或者二三十年 , 中微子一定会有更多更有意思的成果 。