地下700米的江門中微子實(shí)驗(yàn)液體灌注啟動(dòng)

IT之家 12 月 18 日消息，據(jù)中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所消息，12 月 18 日，江門中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）液體灌注啟動(dòng)。經(jīng)過(guò)超純水系統(tǒng)層層過(guò)濾的超純水以 100 噸 / 小時(shí)的流量注入到探測(cè)器水池內(nèi)，標(biāo)志著江門中微子實(shí)驗(yàn)建設(shè)來(lái)到最后一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

JUNO 的核心探測(cè)器設(shè)備為一個(gè)有效質(zhì)量 2 萬(wàn)噸的液體閃爍體探測(cè)器（中心探測(cè)器），位于地下實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi) 44 米深的水池中央。

直徑 41.1 米的不銹鋼網(wǎng)殼是探測(cè)器的主支撐結(jié)構(gòu)，承載 35.4 米直徑的有機(jī)玻璃球、兩萬(wàn)噸液體閃爍體、兩萬(wàn)只 20 英寸光電倍增管、兩萬(wàn)五千只 3 英寸光電倍增管、前端電子學(xué)、電纜、防磁線圈、隔光板等諸多探測(cè)器部件。

布滿中心探測(cè)器內(nèi)壁的光電倍增管共同探測(cè)中微子被液體閃爍體“俘獲”時(shí)產(chǎn)生的閃爍光，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。較目前國(guó)際最好水平，本中心探測(cè)器的液體閃爍體體積增大了 20 倍，光電子產(chǎn)額增大了 3 倍，能量分辨率提高 2 倍、達(dá)到前所未有的 3%。

▲ 圖源中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所

中心探測(cè)器浸泡在圓柱形的水池中，水池兼做水契倫科夫探測(cè)器和屏蔽體。水池頂部為約 1000 平方米的宇宙線徑跡探測(cè)器。水契倫科夫探測(cè)器和宇宙線徑跡探測(cè)器聯(lián)合探測(cè)宇宙線，從而可將其對(duì)中微子探測(cè)的影響去除。水池中的水還可屏蔽巖石的天然放射性及宇宙線在附近巖石中產(chǎn)生的大量次級(jí)粒子。

IT之家從公告獲悉，液體灌注將分兩步走，前 2 個(gè)月將超純水灌滿中心探測(cè)器有機(jī)玻璃球內(nèi)外空間，再用 6 個(gè)月將有機(jī)玻璃球內(nèi)部的超純水置換為液體閃爍體。預(yù)計(jì) 2025 年 8 月完成全部灌注任務(wù)，開始正式運(yùn)行取數(shù)。

江門中微子實(shí)驗(yàn)大科學(xué)裝置，是科研團(tuán)隊(duì)耗時(shí)多年，在廣東江門地下 700 米深處建造的一個(gè)巨型實(shí)驗(yàn)室。

江門中微子實(shí)驗(yàn)以測(cè)量中微子質(zhì)量順序?yàn)槭滓茖W(xué)目標(biāo)，并進(jìn)行其它多項(xiàng)重大前沿研究，其核心探測(cè)設(shè)備位于地下 700 米的實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi) 44 米深的水池中央，它由直徑 41 米的不銹鋼網(wǎng)殼、直徑 35.4 米的有機(jī)玻璃球，以及 2 萬(wàn)噸液體閃爍體、45000 只光電倍增管等關(guān)鍵部件組成。

中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子，攜帶著非常多重要的神秘信息，研究中微子對(duì)于認(rèn)識(shí)宇宙和我們現(xiàn)存的世界物質(zhì)都具有非常重要的意義，也是國(guó)際最前沿的基礎(chǔ)科學(xué)。

江門中微子實(shí)驗(yàn)建成后將成為國(guó)際中微子研究的中心之一，與日本的頂級(jí)神岡中微子實(shí)驗(yàn)和美國(guó)的深部地下中微子實(shí)驗(yàn)形成中微子研究的鼎足之勢(shì)。這將使我國(guó)在中微子研究領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位得到進(jìn)一步鞏固。