国际科研团队大亚湾携手共探中微子

伤我心太深

香港大学和中文大学物理系获研究资助局拨款1,700万元（218.21万美元），在深圳大亚湾核电站附近兴中微子建振荡探测器，与来自中国、美国、台湾、俄罗斯及捷克的39所院校的200多名科研人员参与，进行大型物理实验。由于目前科学家对存在于粒子内的中微子所知不多，研究团队希望透过实验搜集数据，协助解答基本粒子物理学和宇宙学的难题。
首席研究员由中大朱明中教授担任，主要负责设计及建造反中微子探测器的矿物油监控及密封氮气系统，以及一个连续的氡气监测系统，以确保探测器不受污染，并参与实验数据撷取及分析工作。 大亚湾实验座落于广东省深圳市大亚湾核电厂区内，八个反中微子探测器分别放置于三个实验站点，分别是大亚湾近点、岭澳近点及远点。实验站点设于核电厂周围的山区内，其上端的岩层降低了宇宙射线的干扰，提高实验的精准度。大亚湾实验属于“消失”实验，前两个近点设于离核电厂反应炉不到五百公尺，负责测量反应炉中的反中微子流量；远点设于距反应炉约两公里处，测量经过振荡后消失了的反中微子流量，从而推算θ13的数值。其中大亚湾近点8月15日已开始撷取数据，岭澳近点预计在今年秋季投入运作，而远点则预计于2012年夏季开始取数。 盼解中微子之谜 中微子是不带电的粒子，可由核反应产生，宇宙大爆炸、恒星核心及核反应堆都是大量中微子的源头。中微子可以轻易地穿越人体、建筑物、甚至是整个地球，几乎不与任何物质产生反应，因此极难探测。 目前，科学家已知中微子有三种类型——电子类、缈子类和涛子类中微子，且在传播的过程中不断由一类型转化成另外两类型，称为中微子振荡现象。描述电子类中微子振荡的其中一个参数称为混合角θ13，目前实验上却未知其数值。大亚湾实验的目标，是以前所未有的高精密度量度θ13。这对于中微子物理的发展至为关键，不但开启了超越粒子物理标准模型的窗口，并对宇宙学及天体物理学中众多领域有举足轻重的影响，预期为解释宇宙中物质远多于反物质这个重大难题带来重要启示。 本次实验希望搜集有关数据，预计实验在明年夏天正式展开，预估3年后才能搜集足够数据。由港大物理系教授梁干庄、潘振声及中大物理系教授朱明中负责设计、建造和搜集数据。 大亚湾实验筹备了四年，建造实验室及探测器又历时四年，现在大亚湾实验的第一对探测器刚开始投入运行，记录核电厂反应产生的反中微子。 香港中大率领的香港研究组，重建香港仔隧道内的地下实验室，并联同美国加州大学柏克莱分校、布鲁克黑文国家实验室、台湾大学、台湾交通大学、台湾联合大学，以及中国科学院高能物理研究所的研究人员，建造宇宙线及中子探测器，以测试与大亚湾实验室相似的地下实验室内各种辐射本底，从而支援大亚湾实验。