中美兩國科學(xué)家將聯(lián)手在廣東大亞灣核電站進(jìn)行大規(guī)模的粒子物理實(shí)驗(yàn)。這項(xiàng)耗資近５０００萬美元的實(shí)驗(yàn)是中美兩國迄今最大的基礎(chǔ)科學(xué)研究合作項(xiàng)目。
主持這個(gè)項(xiàng)目的中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所所長陳和生８日在接受新華社記者專訪時(shí)說：“國際合作組將在大亞灣核電站附近設(shè)置３個(gè)探測器進(jìn)行中微子測量。”
他說：“我們將在２００８年建成隧道，２００９年安裝探測器，２０１０年開始獲取數(shù)據(jù)?！?/p>
根據(jù)計(jì)劃，中方將投入１．５億元人民幣（約合１８７０萬美元），負(fù)責(zé)基本建設(shè)和建造一半探測器；美方投入２５００萬至３０００萬美元，負(fù)責(zé)建造另一半探測器。
中微子作為構(gòu)成物質(zhì)世界的最基本粒子，在最微觀的粒子物理規(guī)律和最宏觀的宇宙起源及演化中都起著十分重要的作用。該研究領(lǐng)域的幾次重大突破均產(chǎn)生了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，中微子物理已經(jīng)成為國際高能物理、天體物理與宇宙學(xué)研究的共同熱點(diǎn)。
陳和生說：“比較國際上目前進(jìn)行的太陽、大氣、反應(yīng)堆和加速器這幾類中微子實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)最有可能獲得突破性成果?！?/p>
他說：“核電站反應(yīng)堆是很好的中微子源，探測器可以放置在很近的位置，通量比太陽和大氣中微子要高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且核反應(yīng)堆背景干凈，所得數(shù)據(jù)唯一、確定?！?/p>
大亞灣與嶺澳核電站群目前共有４個(gè)反應(yīng)堆。大亞灣核電站緊鄰高山，可以提供中微子實(shí)驗(yàn)必需的宇宙線屏蔽，這是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。世界上其他可用于反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)的核電站附近都缺乏足夠的巖石覆蓋。
陳和生說：“我們已完成大量深入研究和計(jì)算，并多次實(shí)地考察，提出利用大亞灣反應(yīng)堆群精確測量中微子混合角θ１３的設(shè)想。這是目前世界上精度最高的實(shí)驗(yàn)方案。”
中微子探測器為半徑２．６米、高５米的圓柱形，每個(gè)重約１００噸，里面分隔成３層同心圓柱。３個(gè)探測器將分別放置在山腹內(nèi)，最近的距核電站３６０米，最遠(yuǎn)的２０００米。一條隧道從地面進(jìn)入山腹，連接３個(gè)放置探測器的地下實(shí)驗(yàn)室。
利用中微子近端和遠(yuǎn)端距離的變化進(jìn)行中微子振蕩的相對(duì)測量，可以抵消實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差，從而大大提高實(shí)驗(yàn)的精度。
科學(xué)家預(yù)期，這次實(shí)驗(yàn)對(duì)中微子混合角θ１３測量的靈敏度可達(dá)到１％。
聯(lián)合投資這個(gè)重要實(shí)驗(yàn)并將參加合作研究的機(jī)構(gòu)包括美國的布魯克黑文國家實(shí)驗(yàn)室、勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室。
中國科技部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會(huì)均表示將大力支持這個(gè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。陳和生說：“大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)投入相對(duì)較少而物理意義重大，有可能獲得重大創(chuàng)新成果，這是中國基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的一次重大機(jī)遇。”
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