揭秘星星“死亡”的奥秘 中国中微子实验正在研究中加速跑
揭秘星星“死亡”的奥秘 中国江门中微子实验正在国际研究中“加速跑”
新民晚报讯(记者 易蓉)星星是如何“死亡”的？高能宇宙射线从哪来？这些问题的解答需要人类利用一种能够“刺”入宏观和微观世界的“研究探针”，而无所不在的中微子就是最好的选择。因此，对这种看不见摸不着“幽灵粒子”的研究是世界科学界的共同焦点，亦是前沿研究的激烈竞争领域。在这场充满合作与竞争的科学征程中，中国江门中微子实验备受关注和期待。今日，江门中微子实验第十三届国际合作大会在上海交通大学李政道图书馆举行，记者在会上获悉，江门中微子实验经过五年筹备和基建工作，正进入探测器安装、整合的关键阶段，来自17个不同的国家和地区、77个高校与科研院所、600多位科研人员组成的国际团队紧密协作，保持该项目在国际竞争中位于领先水平。
据了解，我国科学家主导的大亚湾中微子实验于2012年发现第三种全新的中微子振荡模式，完善对三类中微子相互转变的理解，因此获得2015国际基础科学“突破”奖(Breakthrough Prize)和2016年国家自然科学一等奖。但中微子身上还存在着许多未解之谜。比如，三种中微子的质量谁最重、谁最轻(质量顺序)？中微子到底有多轻？它们是不是自己的反粒子？这些问题都是国际科学界密切关注的研究前沿，美国、日本等研究团队也正通过不同科学路径探究同一科学目标。
在发现第三种中微子振荡模式后，中国启动了中微子后续研究——在距阳江和台山反应堆群分别约53公里的广东江门启动“江门中微子实验”。一场起步于领先起跑线的“加速跑”启程了。2013年项目申请到国家战略性先导科技A类专项的支持，也是侧重前瞻战略科技的A类项目中唯一的以单一实验项目为内容的专项。有人说这比常规经费支持申请渠道快了至少四、五年。
这项研究是一个庞大的长期工程。江门中微子实验合作组于2014年由高能所发起成立，吸引了来自17个不同的国家和地区、77个高校与科研院所、600多位科研人员。一方面，江门实验室的基础设施开始了紧锣密鼓的筹建，而另一方面，庞大的国际团队也分组在各自的实验室里开展研究。经过5年的筹建，江门实验室即将完成基建工作，探测器安装和整合的关键阶段正在进行。江门中微子实验项目发言人、2015年基础科学突破奖得主、中科院高能所所长王贻芳院士表示，实验运行后，能够回答一系列重大科学问题，如中微子的质量顺序，超新星爆发机制等，不仅能对理解微观的粒子物理规律做出重大贡献，也将对宇宙学、天体物理、乃至地球物理做出重大贡献。项目副发言人之一、来自于意大利国家核科学研究所的资深研究员吉尔切诺·拉努奇(Gioacchino Ranucci)表示，在世界几个最大规模的中微子实验项目中(JUNO、美国的DUNE、日本的HyperK等)，江门中微子实验将有望首次测定中微子质量顺序，并且对三类中微子振荡参数的完备性测量到前所未有的精度(1%)。合作组将液体闪烁体这个核心技术推进到前所未有的成熟度，未来10年将在基本粒子和天体物理领域取得一系列结果，成为国际中微子实验项目中的明星。
“庞大的实验项目，我们都得熟悉到每个元器件，才能确保每个子系统的接口设计能够满足科学需求。”大会共同主席之一，上海交大团队副教授徐东莲说。这位科学家去年刚刚从南极“冰立方”合作组引进上海交大，“冰立方”团队去年发现了首个拥有银河系之外源头的超高能中微子，徐东莲长期致力于寻找高能天体陶中微子和高能中微子瞬变源，加入上海交大后她将在江门中微子实验合作组中计划开展中微子天文学方面的研究，“超新星的爆发中，99%的能量散发是通过中微子进行的中微子研究也将揭晓星星死亡秘密等一系列天文问题。”
大会另一位共同主席，上海交大刘江来教授团队自2009年起加入大亚湾中微子实验，是大亚湾实验成果的重要贡献者。目前，刘江来作为江门中微子实验合作组执行委员会成员之一，承担了研制中心探测器刻度系统的课题。 “从2013年开始江门中微子实验国际合作大会已经开展了第13届，每年举行2次，此次大会是首次在上海进行。我们将在本届大会期间进行严格的内部评审，逐一评估各子系统研究小组的接口设计等，并确定未来各国研究单位的任务和时间表。” 刘教授透露，“目前美国、日本等国团队也正在进行中微子研究，各国的选择的科学路径不同，各有侧重，但目标一致。我们的江门实验在低能中微子方面有优势，而且从整体时间表来看是最快的项目预计于2021年全面完成，运行周期达20年以上。我们计划在6年内解答三种中微子‘孰轻孰重’的问题。”
大会之后，江门中微子实验首届国际科学咨询委员会会议也将于1月19-20日在上海召开，届时来自日本东京大学、美国杜克大学、意大利SISSA研究所、德国慕尼黑工大、俄罗斯杜布纳联合核子研究所等世界顶尖学者们将听取各个课题负责人的报告，对实验项目的科学和实验方面提出咨询意见。
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