8月26日,江門中微子實驗成功完成兩萬噸液體閃爍體灌注,并正式運行取數。它是國際上首個運行的超大規模和超高精度中微子專用大科學裝置,試運行期間首批獲取的數據顯示,探測器關鍵性能指標全面達到或超越設計預期。
江門中微子實驗裝置位于廣東省江門市附近地下700米處,主要任務是捕捉宇宙中最古老、數量最多的物質粒子——中微子。但中微子質量極輕、運動速度接近光速,且幾乎不與任何物質發生反應,需要一個強大的“粒子捕手”進行探測。
該裝置的中心探測器位于地下實驗大廳內44米深的水池中央,被一個35.4米直徑的有機玻璃球籠罩,四周遍布4.5萬只光電倍增管,可以捕捉中微子與液體閃爍體相互作用產生的閃爍光,并轉換為電信號輸出。建設過程中,項目團隊先用超純水灌滿中心探測器有機玻璃球內外空間,再將超純水置換為液體閃爍體,超高潔凈度、透明度、極低放射性本底等特殊要求全部得到滿足。灌注完成后,探測器立刻進入正式運行取數階段。
該裝置的準備和建設歷時十余年,數百名工程師和技術人員長期在地底深處奮戰,現在,他們即將為中微子世界打開一扇新的窗口。與國際同類實驗相比,江門中微子實驗的規模更大、精度更高,可以著手解決粒子物理學領域未來十年內的重大問題——中微子質量排序。
江門中微子實驗是中國科學院高能物理研究所主導的重大國際合作項目,成員包括來自17個國家和地區、74個科研機構的700名研究人員。“實驗探測器完成灌注并開始運行取數,是國際上首次運行如此超大規模和超高精度的中微子專用大科學裝置。”江門中微子實驗合作組發言人王貽芳表示,該實驗將助力人類回答關于物質和宇宙本質的基本問題。
江門中微子實驗設計使用壽命可達30年,能對來自太陽、超新星、大氣和地球的中微子開展前沿研究,并將開啟探索未知物理的新窗口。后期,它還可以升級改造為世界最靈敏的無中微子雙貝塔衰變實驗,解決粒子物理、天體物理和宇宙學的前沿交叉熱點難題,并深刻影響我們對宇宙的理解。