Cnbeta 2024年12月18日
江门中微子实验液体灌注正式启动 在地下700米捕捉幽灵粒子
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江门中微子实验(JUNO)今日正式启动液体灌注,标志着该项目进入关键阶段。灌注工作将分两步进行,先用超纯水填充,再用液体闪烁体置换。核心探测器是一个巨大的液体闪烁体探测器,位于地下深处,由不锈钢网壳支撑,内部包含有机玻璃球和光电倍增管。这些设备旨在探测中微子与闪烁体相互作用产生的光信号。该实验的探测器规模和性能均达到国际领先水平,将用于捕捉宇宙中最古老的中微子,研究其在宇宙演化中的作用。预计2025年8月完成灌注并开始运行。

🧪 江门中微子实验核心探测器为两万吨液体闪烁体探测器,位于地下700米,由直径41.1米的不锈钢网壳支撑,承载着35.4米直径的有机玻璃球和两万只光电倍增管等关键部件。

💡 中心探测器内壁的光电倍增管用于探测中微子与液体闪烁体相互作用时产生的闪烁光,并将光信号转换为电信号,供科研人员研究,其液体闪烁体体积比目前国际最好水平大20倍,光电子产额高3倍,能量分辨率达3%。

🌌 该实验通过水池内的水契伦科夫探测器和顶部宇宙线径迹探测器联合探测宇宙线,以消除宇宙线对中微子探测的影响,同时利用水屏蔽岩石的天然放射性及宇宙线产生的次级粒子,旨在捕捉研究宇宙中最古老的中微子,探索其在宇宙演化中的作用。

今日,位于广东的国家重大科技基础设施江门中微子实验(JUNO)液体灌注正式启动。据介绍,液体灌注工作将分两步走,前2个月将超纯水灌满中心探测器有机玻璃球内外空间,再用6个月将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。

预计2025年8月完成全部灌注任务,开始正式运行取数。

江门中微子实验的核心探测器设备为一个有效质量约两万吨的液体闪烁体探测器(中心探测器)。

其位于地下700米实验大厅内44米深的水池中央,直径41.1米的不锈钢网壳是探测器的主支撑结构,承载35.4米直径的有机玻璃球、两万吨液体闪烁体、两万只20英寸光电倍增管等诸多探测器部件。

布满中心探测器内壁的光电倍增管用于探测中微子被液体闪烁体“俘获”时产生的闪烁光,将光信号转换为电信号输出,供科研人员开展研究工作。

相比目前国际上的最好水平,江门中微子中心探测器的液体闪烁体体积增大了20倍,光电子产额增大了3倍,能量分辨率达到前所未有的3%。

中心探测器浸泡在圆柱形的水池中,水池兼做水契伦科夫探测器和屏蔽体。

水池顶部为约1000平方米的宇宙线径迹探测器。水契伦科夫探测器和宇宙线径迹探测器联合探测宇宙线,从而可将其对中微子探测的影响去除。

水池中的水还可屏蔽岩石的天然放射性及宇宙线在附近岩石中产生的大量次级粒子。

科学家们将利用这个装置捕捉探测宇宙中最古老最原始的一种基本粒子——中微子,也被称为“幽灵粒子”。

中微子从宇宙产生的那一刻起就扮演着重要角色,在最微观的物质世界和最宏观的宇宙中起着重要作用,如果没有中微子,太阳不会发光,也不会有银河系、地球,以及人类。

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