地下700米“巨眼”紧盯宇宙最古老粒子,江门中微子实验即将收官!

   时间:2024-11-21 08:09 来源:天脉网作者:唐云泽

在广东江门,一项深埋于地下700米的巨型科学实验装置——江门中微子实验大科学装置,即将迎来其探测器主体的竣工。这一耗时多年的科研壮举,汇聚了众多科学家的心血与智慧,旨在捕捉宇宙中最古老、最原始的基本粒子之一:中微子。

随着建设的不断推进,江门中微子实验已进入冲刺收尾阶段。央视记者深入现场,带来了一线报道。在地下深处的实验室里,紧张而有序的工作氛围弥漫在每个角落。小火车不断将建造材料从地面运送到这里,各部门的工作人员都在争分夺秒地工作。因为,不久后,通往这里的大门将封闭,实验室将被3.5万吨超纯净水填满,这是展示江门中微子探测器本体的最后机会。

在记者的身后,是江门中微子的球形探测器,其不锈钢外壳直径超过40米,内部包裹着一个直径超过30米的有机玻璃球,这一庞大而精细的装置即将投入使用。中微子,作为构成物质世界的基本粒子之一,自宇宙之初便存在,但由于其与物质相互作用的概率极低,且穿透力极强,因此探测难度极大。为了捕捉中微子的痕迹,江门中微子实验不仅利用了厚厚的岩层屏蔽宇宙线和外界干扰,还配备了四万多只“光电倍增管”,这些金光闪闪的“眼睛”是中微子探测的核心部件。

在现场,记者见证了最后一个光电倍增管模块的安装,这标志着探测器主体即将建成。江门中微子实验光电倍增管安装公司的技术总监李国星介绍了这一安装的复杂性。由于探测器设计要求光电倍增管表面覆盖率达到75%,因此如何高效、高精度地将4.5万个光电倍增管安装在巨大的不锈钢球形网架上成为了一个挑战。他们设计了不锈钢模块系统,将光电倍增管和电线、电缆等集成在4300个模块上,实现了毫米级的安装精度。

那么,中微子究竟为何物?为何需要在地下700米深处建造如此巨大的实验装置来探测它?研究中微子又具有怎样的意义?中微子是构成物质世界的基本粒子之一,从宇宙诞生之初便扮演着重要角色。然而,尽管人类自1956年发现中微子以来一直在对其进行研究,但由于其极难探测,至今仍有许多未解之谜。江门中微子实验旨在通过探测中微子,揭示其质量和振荡等特性,从而进一步理解物质世界和宇宙的起源演化。

江门中微子实验球形探测器将被浸泡在3.5万吨超纯水中。那么,什么是超纯水?它又有何特性?央视记者在现场找到了两瓶水,一瓶是自来水,另一瓶是超纯水。虽然肉眼无法分辨,但科研人员介绍,超纯水经过专业设备纯化,电阻率高,几乎不导电,且透明度好,有利于排除宇宙线对中微子信号的干扰。这一独特的实验环境,将为江门中微子实验的顺利进行提供有力保障。

 
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