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中美將投資在大亞灣核電站聯(lián)合進行粒子物理實驗

2006/6/29 16:39:00  (瀏覽次數(shù):2006/6/29 16:39:00)

科學(xué)時報社
    
    
     中美兩國科學(xué)家將聯(lián)手在廣東大亞灣核電站進行大規(guī)模的粒子物理實驗。這項耗資近5000萬美元的實驗是中美兩國迄今最大的基礎(chǔ)科學(xué)研究合作項目。

     主持該項目的中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所所長陳和生6月8日日在接受新華社記者專訪時說:“國際合作組將在大亞灣核電站附近設(shè)置3個探測器進行中微子測量。我們將在2008年建成隧道,2009年安裝探測器,2010年開始獲取數(shù)據(jù)!

     根據(jù)計劃,中方將投入1.5億元人民幣(約合1870萬美元),負(fù)責(zé)基本建設(shè)和建造一半探測器;美方投入2500萬至3000萬美元,負(fù)責(zé)建造另一半探測器。
    
     中微子作為構(gòu)成物質(zhì)世界的最基本粒子,在最微觀的粒子物理規(guī)律和最宏觀的宇宙起源及演化中都起著十分重要的作用。該研究領(lǐng)域的幾次重大突破均產(chǎn)生了諾貝爾物理學(xué)獎,中微子物理已經(jīng)成為國際高能物理、天體物理與宇宙學(xué)研究的共同熱點。

     比較國際上目前進行的太陽、大氣、反應(yīng)堆和加速器這幾類中微子實驗,反應(yīng)堆中微子實驗最有可能獲得突破性成果。核電站反應(yīng)堆是很好的中微子源,探測器可以放置在很近的位置,通量比太陽和大氣中微子要高好幾個數(shù)量級,而且核反應(yīng)堆背景干凈,所得數(shù)據(jù)唯一、確定。

     大亞灣與嶺澳核電站群目前共有4個反應(yīng)堆。大亞灣核電站緊鄰高山,可以提供中微子實驗必需的宇宙線屏蔽,這是一個巨大的優(yōu)勢。世界上其他可用于反應(yīng)堆中微子實驗的核電站附近都缺乏足夠的巖石覆蓋。

     中方已完成大量深入研究和計算,并多次實地考察,提出利用大亞灣反應(yīng)堆群精確測量中微子混合角θ13的設(shè)想。這是目前世界上精度最高的實驗方案。

     中微子探測器為半徑2.6米、高5米的圓柱形,每個重約100噸,里面分隔成3層同心圓柱。3個探測器將分別放置在山腹內(nèi),最近的距核電站360米,最遠的2000米。一條隧道從地面進入山腹,連接3個放置探測器的地下實驗室。利用中微子近端和遠端距離的變化進行中微子振蕩的相對測量,可以抵消實驗的系統(tǒng)誤差,從而大大提高實驗的精度。

     科學(xué)家預(yù)測,這次實驗對中微子混合角θ13測量的靈敏度可達到1%。

     聯(lián)合投資這個重要實驗并將參加合作研究的機構(gòu)包括美國的布魯克黑文國家實驗室、勞倫斯·伯克利國家實驗室。

     科技部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會均表示將大力支持這個實驗計劃。陳和生說:“大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗投入相對較少而物理意義重大,有可能獲得重大創(chuàng)新成果,這是中國基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域的一次重大機遇。”


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