大亚湾首次探测到中微子,反物质研究突破性进展
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自从宇宙发生大爆炸后,之后地球也逐渐演变,最后变成我们居住的星球。但时时刻刻生活在这个星球上的人们,是否知道世间不仅有物质,其实还有反物质?又是否知道在地球最初演化的阶段,反物质起到了什么作用?为什么现在我们生活的星球是物质占据了主宰,而不是反物质呢?反物质又是怎么消失的呢?这一系列问题,不仅你可能不知道答案,就连科学家目前都在对这些问题,进行不停的探索,以期能够找到答案。而近日,随着我国广东大亚湾核电站反应堆首次探测到中微子,让人类这一探索取得了突破性的进展。
大亚湾国际合作组自2006年成立,主要目的就对中微子第三种振荡模式的测量,主要由中美合作,目前已经发展到由6个国家和地区参与,国内众多知名高校也参与了此次基础性研究。此次探测到核反应推里的中微子的中微子探测器,是安装在地下100米,离反应堆360米的近点实验大厅内。
(大亚湾实验在洁净间中组装的中心探测器)
中微子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”。中微子只参与非常微弱的弱相互作用,具有最强的穿透力。穿越地球直径那么厚的物质,在100亿个中微子中只有一个会与物质发生反应,因此中微子的检测非常困难。实验以确凿的证据发现了中微子振荡现象,即一种中微子能够转换为另一种中微子。中微子有3种类型,即电子中微子、μ中微子和τ中微子,通过振荡可以相互转化。这间接证明了中微子具有微小的质量,不过人类对于中微子振荡尚未完全研究清楚。
而此次大亚湾进行的振荡模式测量,是采用第三种,即通过振荡把由电子中微子组成的混合态转变为主要由τ中微子组成的混合态,而且还要对θ13混合角的数值进行研究。科学家最终是要把θ13的测量控制在1%的精度,但需要耗费些时日。而一旦对这个数值进行测量,便有望通过θ13研究宇宙反物质消失之谜。此次探测到中微子,无疑是在该探索道路上又一次大迈进。
这次实验成果对今后的研究方向具有重要影响,一旦对θ13这个未知的混合角进行了高精度测量,那么人类或许可以进而揭开宇宙之谜,揭开宇宙物质与反物质构成关系,以及反物质在宇宙形成中所起的作用。这些困扰人们已久的问题就有解答的切入点。