基本介紹
- 中文名：大亞灣中微子實驗室
- 機構類別：實驗室
- 地點：深圳市大亞灣
- 研究內容：中微子
實驗室簡介,建造背景,項目進展,發展規劃,中微子實驗,獲得獎項,
實驗室簡介
大亞灣中微子實驗室位於深圳市區以東約50公里的大亞灣核電站群附近的山洞內，地理位置優越，緊鄰世界上最大的核反應堆群之一的大亞灣核電站與嶺澳核電站。大亞灣實驗室共有3個實驗大廳，分別為大亞灣近點、嶺澳近點與遠點大廳。實驗廳位於山腹內，由水平隧道相連，每個實驗廳內各有一套宇宙線探測系統。
大亞灣反應堆中微子實驗站項目2006年獲準立項。2012年3月宣布發現新的中微子振盪模式，精確測量到中微子混合角13。這是中國誕生的一項重大物理成果，被稱為中微子物理的一個里程碑。2012年底，大亞灣中微子實驗成果入選美國《科學》雜誌2012年度十大科學突破。2013年1月19日，該項科技成果被選為2012年中國十大科技進展。
建造背景
2003年，中國科學院高能物理研究所的科研人員2003年提出構想，利用我國大亞灣核反應堆群產生的大量中微子，來尋找中微子的這第三種振盪，其振盪幾率用sin22θ13表示。大亞灣中微子實驗項目中國內地總投資1.6億元人民幣，得到科技部、中國科學院、國家自然科學基金委員會、廣東省、深圳市和中國廣東核電集團的共同支持，是我國基礎科學領域最大的國際合作項目。此外，繼發現新的中微子振盪模式之後，探究中微子質量順序便成為合作組新的主攻方向。
談及為什麼選在大亞灣做實驗，中國科學院院士、大亞灣中微子實驗項目負責人王貽芳說：“關鍵在實驗的精度。實驗環境要求更深、更暗、更乾淨，數據分析則要爭分奪秒。”
從大亞灣核電站的山底一路向下，穿過3000米的隧道，位於實驗廳里的中微子探測器正靜靜“坐”在深藍色的超純水中，睜大“眼睛”緊緊盯著來自核反應堆的中微子。
2012年3月8日，大亞灣實驗室拔得頭籌：發現了第三種中微子振盪模式，並精確測量到其振盪機率，韓國科學家的結果比我們晚了25天。
中廣核研究院副總經理孫吉良說，大亞灣實驗室廠址地理條件得天獨厚，經國內外專家反覆比較論證，這是世界上進行這一測量的最佳地點，預期可以達到0.01的測量精度，取得重要的原始創新成果。大亞灣中微子實驗位於大亞灣核電基地的山洞內。中微子在自然界極難捕捉到，而大亞灣核電基地有6台百萬千瓦的核電機組，是世界上最大的核反應堆群之一，為實驗提供了較為豐富的中微子源；此外，大亞灣核電基地緊鄰高山，在山體下建實驗室，可利用其岩石覆蓋有效禁止宇宙線本底對實驗結果的干擾。
中微子實驗下一步目標，則直指江門，正在我國廣東省江門市建造的江門（JUNO）實驗將利用兩萬噸的液閃探測器在距核反應堆53千米處精確測量反應堆中微子的能譜，從而推斷出中微子的質量順序。
項目進展
大亞灣反應堆中微子實驗站項目2006年獲準立項；2007年10月動工建設；2010年12月完成核電站附近全部約3000次爆破，建成全長3000米的地下隧道和5個地下實驗廳；2011年年中逐步完成探測器的建造與安裝，當年12月遠、近點探測器同時投入運行；2012年3月宣布發現新的中微子振盪模式，精確測量到中微子混合角13。這是中國誕生的一項重大物理成果，被稱為中微子物理的一個里程碑。
在大亞灣中微子實驗室一期全力展開科學探索之時，二期項目也已展開。中微子實驗二期選址仍定在廣東，目前項目正在立項中，計畫在2014年前開始動工，用6年時間建成。中微子實驗二期工程建成後，將可期待在測量三種中微子的質量順序上有一個重大突破。據介紹，在中微子實驗二期中，中微子探測器將更大。二期實驗將使用新的中微子探測器，探測重量將為一期探測器的2000倍。
發展規劃
大亞灣實驗項目三號實驗大廳，於2011年12月24日開始運行。
計畫中的我國中微子研究發展分三步走。
第一步目標已經在大亞灣反應堆中微子實驗站實現，在精確測量θ13值方面取得國際領先；
第二步，中微子實驗二期瞄準多個科學目標，將在很多方面開展中微子研究，取得突破後，我國便真正達到在國際中微子物理科學研究中的領先水平。
第三步遠期目標，將利用加速器產生的中微子更精確測量中微子物理參數。屆時，我國對於中微子的研究將達到真正的國際領先。
中微子實驗
2012年3月8日，大亞灣中微子實驗首次發現了一種新的中微子振盪，其振盪幾率為9.2%，誤差為1.7%，此測量結果的置信度為5.2西格瑪。此次大亞灣中微子實驗，以超過5倍的標準偏差確立了中微子的第三種振盪模式，更精確地測定了中微子相互振盪的3個混合角中的最後一個角θ13。這一重要成果是對物質世界基本規律的一個新的認識，對中微子物理未來發展方向起到了決定性作用，並將有助於破解宇宙中的“反物質消失之謎”。[1] 《科學》指出，中微子實驗國際合作組發現了中微子的“第三種振盪”，並測量到了它的振盪幾率，這是全世界高能物理學家十幾年來做夢都想精確測量的值。
2012年10月，大亞灣反應堆中微子實驗站的全部8箇中微子探測器正式運行取數。實驗站將持續運行3-5年，可把中微子混合角θ13的測量精度提高到4%左右。在未來至少二三十年內，都很難再有實驗超過大亞灣的測量精度。
2012年底，大亞灣中微子實驗成果入選美國《科學》雜誌2012年度十大科學突破。
2013年1月19日，該項科技成果被選為2012年中國十大科技進展。
中微子是一種極難被探測到的基本粒子，共有3種類型。它可以在飛行中從一種類型轉變成另一種類型，稱為中微子振盪。中微子的前兩種振盪模式即“太陽中微子”。中微子的前兩種振盪模式即“太陽中微子之謎”和“大氣中微子之謎”已被實驗證實，其發現者憑此獲得了2002年諾貝爾獎。第三種振盪一直未被發現，甚至有理論預言其根本不存在。
獲得獎項
2016年度國家自然科學獎一等獎得主揭曉，“大亞灣反應堆中微子實驗發現的中微子振盪新模式”9日獲得殊榮。
這個自然科學領域最受矚目的獎17年來曾9度空缺，可謂“慎之又慎，寧缺毋濫”。簡單來說，獲得項目必須是重大科學發現，得到同行認可。
