大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組發(fā)言人王貽芳3月8日在北京宣布，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩，并測(cè)量到其振蕩幾率。這一重要成果是對(duì)物質(zhì)世界基本規(guī)律的一項(xiàng)新的認(rèn)識(shí)，對(duì)中微子物理未來發(fā)展方向起到了決定性作用，并將有助于破解宇宙中“反物質(zhì)消失之謎”。

“大亞灣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有極為重要的科學(xué)意義。它不僅使我們更深入了解了中微子的基本特性，也決定了我們是否能夠進(jìn)行下一代中微子實(shí)驗(yàn)，以理解宇宙中物質(zhì)－反物質(zhì)不對(duì)稱現(xiàn)象，即宇宙中‘反物質(zhì)消失之謎’?！敝袊?guó)高能物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)趙光達(dá)院士說。

據(jù)介紹，中微子是一種極難被探測(cè)到的基本粒子，在微觀的粒子物理和宏觀的宇宙起源及演化中都極為重要。中微子共有三種類型，它可以在飛行中從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型，稱為中微子振蕩。

中微子的前兩種振蕩模式即“太陽中微子之謎”和“大氣中微子之謎”已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，其發(fā)現(xiàn)者憑此獲得了2002年諾貝爾獎(jiǎng)，但第三種振蕩則一直未被發(fā)現(xiàn)，甚至有理論預(yù)言其根本不存在。

由于科學(xué)意義重大，國(guó)際上先后有7個(gè)國(guó)家提出了8個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，最終進(jìn)入建設(shè)階段的共有3個(gè)。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所的科研人員2003年提出設(shè)想，利用我國(guó)大亞灣核反應(yīng)堆群產(chǎn)生的大量中微子，來尋找中微子的第三種振蕩，并提出了實(shí)驗(yàn)和探測(cè)器設(shè)計(jì)的總體方案。

由于這一方案具有獨(dú)特的地理優(yōu)勢(shì)和獨(dú)到的設(shè)計(jì)，得到了國(guó)際上的廣泛支持，目前匯集了來自中國(guó)大陸、美國(guó)、俄羅斯、捷克、中國(guó)香港和中國(guó)臺(tái)灣等6個(gè)國(guó)家和地區(qū)的200多名科學(xué)家共同參與。

據(jù)介紹，大亞灣實(shí)驗(yàn)是一個(gè)中微子“消失”的實(shí)驗(yàn)，它通過分布在三個(gè)實(shí)驗(yàn)大廳的8個(gè)全同的探測(cè)器來獲取數(shù)據(jù)。每個(gè)探測(cè)器為直徑5米、高5米的圓柱形，裝滿透明的液體閃爍體，總重110噸。周圍緊鄰的核反應(yīng)堆產(chǎn)生海量的電子反中微子，近點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳中的探測(cè)器將會(huì)測(cè)量這些中微子的初始通量，而遠(yuǎn)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)大廳的探測(cè)器將負(fù)責(zé)尋找預(yù)期中的通量減少。

在2011年12月24日至2012年2月17日的實(shí)驗(yàn)中，科研人員使用了6個(gè)中微子探測(cè)器，完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取、質(zhì)量檢查、刻度、修正和數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明中微子第三種振蕩幾率為9.2％，誤差為1.7％，從而首次發(fā)現(xiàn)了這種新的中微子振蕩模式。

大亞灣中微子項(xiàng)目是中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域最大的國(guó)際合作項(xiàng)目，也是美國(guó)能源部基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)ν馔顿Y第二大的國(guó)際合作?！按髞啚持形⒆訉?shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)于加強(qiáng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國(guó)際合作、提高中國(guó)在該領(lǐng)域的原始性創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義。”中科院院長(zhǎng)白春禮說。

（來源：新華網(wǎng)）