坊间流传着中国科学院在广东江门开平地下700米的中微子实验室,于6月27日注入两万吨水。据说注水后人们再也无法用肉眼看到中微子捕捉器这个“国之重器”了。 所以,从6月初开始,来参观的人变多了。作为这项实验工程办常驻现场的主管武建华,需要向来访者介绍他们在做什么。 在说之前想给大家科普一个基础物理知识——中微子 捕捉中微子的球体 一听这名词就很陌生,挑战用一句“人话”说清楚它是什么。 它轻如尘、快似光、个头小、不带电,可穿透人体,对人体无害,可自由穿梭地球之中,还时不时“变身”,号称宇宙间“隐身人”。 中微子”又叫微中子,是轻子的一种,是组成自然界的最基本的粒子之一,与其他物质的相互作用十分微弱。此外,除了太阳不停释放中微子外,其他星体包括地球,甚至人身上都会释放。 因为中微子捕捉难,所以需要通过深埋地下700米,屏蔽宇宙和其他射线的干扰,同时保证没有任何的光进入实验球内部。 据武建华介绍,后期还会“注水”,分别在“水桶”和球体里注入不同的水,外面一层是超纯水,即可以探测中微子,也可以用来屏蔽其它干扰信号。 中微子实验室外观航拍 “玻璃球”里注入的是液闪水,中微子如果在这个液体里发生反应,就会出现荧光。于是,球体外密布的光电倍增管就会捕捉这些微光,把光信号脉冲成电信号,由数据获取系统保存下来,提供给物理学家进行中微子分析研究。 光电倍增管 在这里一点点微弱的光,都关乎整个人类对宇宙的探索,哪怕一丁点的灰尘,都会直接影响探索结果。 所以,才有了这个严谨的地下700米工程,也才有了这一批只为捕捉微光的“地下”工程师。 3中微子与我们有什么关系 这个“地下”操作,看起来似乎与我们关系不大,但如果你对宇宙来源也有一份好奇心,那么这就与我们息息相关。 我们小时候都会碰到的一个问题,宇宙是怎么来的?星系又是如何演变而来的?很多科学家的答案指向一次偶然,一次宇宙大爆炸。大爆炸后产生了等量的正反物质,这就是我们熟知的能量守恒定律。 但研究中微子的人认为,中微子打破了宇宙大爆炸的平衡,才使得宇宙在后来向外扩张的演化过程中,形成了星球、星系这些肉眼可见的物质。或许通过对它的研究能解释宇宙起源与形成。 据武建华表示,虽然它的意义不会像发现裂变或者原子、中子对人类社会那么重要,但它可能是我们了解宇宙起源的一把钥匙。而且,中微子实验究竟会带来什么,答案可能说不好。 中微子研究,是一项科学基础研究。从2010年开始,来自美国、欧洲、日本与新西兰的200多名研究人员开始利用“冰立方天文台”捕捉中微子。直到2012年4月,捕捉到两个中微子,其能量高于常见的地球大气中微子,这标志着一个新时代开始了。 南极冰立方(IceCube)中微子望远镜冰面实验室 多年来我国中微子的研究一直在行动,甚至取得了许多重大发现,2012年大亚湾中微子实验因为成功发现中微子的第三种振荡模式,被《科学》杂志评选为当年的十大科学突破之一。 或许通过这项实验,我们解释更多宇宙未解之谜,同时还将带动建设中微子科技科普展馆,建设国际科学小镇,让更多人能近距离接触科学,思考科学问题。 4地下700米如何抵达 地下700米是个什么概念?如果按照我们常见的30层高居民楼为标准,它的高度大概是90-100米左右,而地下700米大概相当于210层楼的高度,这样的深度靠双脚是不可能完成的。 今天就带你们“亲身”体验一番,国内最大的实验洞室。 通往地下700米深处的“小火车” 乘坐一台轨道牵引车,工作人员亲切地称之为“小火车” 沿着1266米的斜井隧道滑落,就像置身一个地下迷宫 大约滑行十几分钟,抵达地下700米深处,就能看到实验厅 进入实验厅内部,你就站在一个深71米,跨度49.5米的“水桶”边缘 眼前就能看到一个直径约41米的球形不锈钢网架,视觉冲击非常强 据了解明年年底,江门中微子实验室就可以正式投入使用开展研究了,让我们共同期待。埋在广东地下700米的“秘密”
1什么是中微子
2为什么要建在地下700米
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