江门中微子实验大型科学装置是科研团队历时多年在广东江门地下700米处建造的巨型实验室。利用这个埋藏在地下深处的大型科学装置,科学家将捕获并探测宇宙中最古老、最原始的基本粒子——中微子。明天,江门中微子实验探测器主体将完工。
中微子:
构成物质世界的基本粒子之一
什么是中微子?
为什么是地下700米?
建造这么巨大的实验装置?
研究中微子有什么意义?
让我们来了解一下宇宙中神奇的“幽灵”粒子:
中微子
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中微子是构成物质世界的基本粒子之一。从宇宙诞生的那一刻起,它们就发挥了重要作用。它们在最微观的物质世界和最宏观的宇宙中发挥着重要作用。没有中微子,太阳就不会存在。就不会有光,也不会有银河系、地球或人类。
自1956年发现中微子以来,对中微子的探索和研究就从未停止过。然而,由于中微子极难探测,因此仍有许多未解之谜有待解开。
历史上,我们曾经认为原子是最小的粒子,但通过随后的深入研究,人类逐渐发现,构成当今世界的基本粒子包括6种夸克和6种轻子。其中,轻子有三类是中微子,分别是:
中国科学院高能物理研究所研究员衡岳坤:宇宙中的中微子非常多,它们是在宇宙诞生之初就产生的。所谓的“幽灵”粒子通常用引号引起来。这里的“幽灵”是指极难被探测到,因为它与物质相互作用的概率很低,物质很难阻挡它,而且它的穿透能力特别特殊。强,所以检测起来特别困难。
专家表示,正是由于中微子的穿透力极强,建在地下700米的江门中微子实验探测器可以有效屏蔽宇宙射线等外界干扰,而不妨碍对中微子的捕获。
江门中微子实验首席科学家、中科院院士王一方:一方面我们想知道中微子的绝对质量是多少,另一方面我们也想知道相对质量通过中微子的振荡来区分中微子。 。通过对这些品质的研究,我们可以构建一种理解物质世界的理论。基于此,我们还可以将其与宇宙的起源和演化联系起来,让我们认识宇宙和物质世界。
专家表示,围绕中微子的研究是典型的基础科学研究领域,也是国际上最前沿的科学研究领域。中微子研究可能3到5年,甚至10、20年不会给我们的生活带来任何改变。但正如英国物理学家麦克斯韦理论在1860年代预言了电磁波的存在,为人类进入电气时代奠定了基础一样,直到一百年后,人类才能够将其应用到各种家用电器和通讯设备中。今天对中微子的研究也可能在未来的某个时候改变我们对宇宙的认识,从而彻底改变人类的生活方式。
拥有世界上最大的单体有机玻璃结构
江门中微子实验探测器主体
世界上最大的单体有机玻璃结构
根据设计要求
完成后,探测器球体内部将充满液体闪烁体
外面会充满超纯水
在内外压力不同的液体中
有机玻璃的强度
能满足未来30年的需求吗?
江门中微子实验探测器主体球形结构共采用263块有机玻璃,每块厚120毫米。对于这么大的玻璃球来说,这个厚度可以用“薄如蛋壳”来形容。
为了检验这种有机玻璃的强度,记者来到了这种有机玻璃位于江苏的生产基地。这里正在进行一场特殊的“拔河”比赛,看看有机玻璃体的抗拉能力如何。现场两台开足马力的叉车正通过绳索拉动位于中心的工字形有机玻璃体。两台叉车的威力非常大,将巨大的牵引力全部集中在了这块有机玻璃上。在几分钟的实验中,我们看到叉车只是在原地打滑,轮胎不仅磨掉了很多碎片,甚至还冒出阵阵浓烟,但中间的有机玻璃体却毫发无伤。实验证明,江门中微子实验探测器主体结构采用的有机玻璃具有优异的抗拉性能。
为了测试这种有机玻璃的抗冲击能力,在另一个测试点,400公斤重量的冲击测试也已准备就绪。被击中的物体还用于建造江门中微子实验探测器主体的有机玻璃球。材料,但实验中使用的有机玻璃片更薄。现场锤子升到标准测试高度后,开始冲击测试。
伴随着巨大的撞击声,锥形锤最锋利的边缘狠狠撞击在有机玻璃表面上,瞬间弹了回来。虽然有机玻璃在400公斤重物的冲击下瞬间变形,但并没有损坏和破裂,只是表面留下了一些重物颜色的痕迹。实验证明,江门中微子实验探测器所使用的有机玻璃的抗冲击性能也非常好。
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