中微子又被稱為“幽靈粒子”，在基礎(chǔ)科學,、宇宙研究中很有價值,。11月20日，隨著最后一個光電倍增管模塊安裝完成,，我國位于廣東江門市地下700米的大科學裝置——江門中微子探測裝置主體全部建成,。據(jù)了解，江門中微子探測裝置擁有世界最大單體有機玻璃球結(jié)構(gòu),，是目前世界最大,、最靈敏的液閃中微子探測裝置，預計明年正式投入使用,。該裝置為什么要建在地下,？我國中微子研究還有哪些新布局？一起聽聽南京大學天文與空間科學學院柳若愚副教授怎么說,。

江門

中微子

探測裝置為什么建在地下700米,？

中微子與物質(zhì)發(fā)生作用的概率低，穿透能力強,，從而導致探測難度大,，被稱為“幽靈粒子”。柳若愚表示,，江門中微子探測裝置建在地下700米主要是為了屏蔽宇宙射線和其他外界因素的干擾,，“如果中微子探測裝置建在地面上，宇宙射線以及其他粒子就能輕易地抵達,，包括空氣中,、土壤中，也會有一些天然的放射性元素,，干擾中微子的測量”,。中微子探測裝置建在地下700米，能有效屏蔽干擾因素,，也不會影響中微子的捕獲,。

江門中微子探測裝置與既往中微子研究裝置有何不同,？

早前,，歐洲在地中海,、俄羅斯在貝加爾湖中都啟用了立方公里級的深水中微子望遠鏡，南極洲冰立方中微子探測器也已運行十余年,，與既往的中微子裝置相較,，江門中微子探測裝置有何不同？柳若愚表示,，江門中微子探測裝置的科學目標和探測原理與這些既往的中微子研究裝置都有所不同,。

江門中微子探測裝置主要測量核反應堆產(chǎn)生的中微子，探測目標能量在MeV,，也就是10的6次方電子伏特附近,。“比如說俄羅斯貝加爾湖下的探測器,，以及南極洲的探測器,，它們主要探測的目標能量段在TeV到PeV，也就是10的12次方到10的15次方電子伏特附近”,，這些探測裝置探測的是更高能的中微子,，跟江門中微子探測裝置的科學目標不同。

江門中微子探測裝置建成了目前世界最大的液閃中微子探測裝置,，主要通過液體閃爍器來對中微子進行探測,，而諸如貝加爾湖與南極洲的中微子探測裝置主要利用切倫科夫效應來對中微子進行探測。切倫科夫效應是一種物理學現(xiàn)象,。當反應堆發(fā)射的高能電子,，其速度比光在水中的速度大而比光在真空中的速度小時，可能會產(chǎn)生一種電磁輻射,。這種輻射達到一定強度后,，會在屏蔽某些核反應堆的池水中出現(xiàn)微弱的淺藍色光輝，這是看得見的切倫科夫輻射,。這與江門中微子探測裝置的探測原理有所不同,。

“世界最大單體有機玻璃結(jié)構(gòu)”有什么用？

江門中微子探測裝置中有一個直徑達到35.4米的有機玻璃球,，是世界最大的單體有機玻璃球結(jié)構(gòu),，也是江門中微子探測裝置最核心的一個部件。柳若愚提到,，有機玻璃球內(nèi)部會裝有液體閃爍器,，當中微子穿透有機玻璃球，打到液體里時,，有概率和液體里的原子核發(fā)生相互作用,，這一過程中產(chǎn)生的伽馬光子會在液體閃爍器中激發(fā)一些可被捕捉到的輻射。而在有機玻璃球里安裝的光電倍增管能捕捉中微子打上去產(chǎn)生的信號,，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,，從而實現(xiàn)對中微子的探測,。

世界最大單體有機玻璃結(jié)構(gòu)在工藝上也是一種突破，除了制造該結(jié)構(gòu)形態(tài)的精確性要求,，“這個結(jié)構(gòu)對拼裝拼接的精度都有要求,，它這個實驗一下子要運行幾十年，所以里面材料的耐用性要求也非常高,?！绷粲扪a充道。

江門中微子探測裝置會影響周邊環(huán)境嗎,？

對于江門中微子探測裝置的環(huán)境影響,，柳若愚表示,，“這對于環(huán)境基本上是沒有什么影響的,，因為它只是一個接收中微子的裝置,，并不會產(chǎn)生一些影響到環(huán)境的額外輻射”。

我國中微子研究還將有哪些布局,？

2020年12月12日,，我國大亞灣核反應堆中微子實驗裝置完成科學使命，取得了發(fā)現(xiàn)中微子的第三種振蕩模式這一重要成果,，正式退役,。柳若愚提到，江門中微子實驗的一個主要目標,，就是接著大亞灣中微子實驗的成果去測定中微子的質(zhì)量順序,。

近年來，我國在中微子研究領(lǐng)域投入了較多力量,，除大亞灣中微子實驗和江門中微子實驗外,，我們在更高能量段的中微子探測上也有所布局?！氨热缯f,，我們預期在我國南海建造一個大型的中微子探測器去探測更高能的中微子，和貝加爾湖還有南極洲的這些國外的探測器相比,，它們的探測能量段比較類似,。”柳若愚補充說,，“在中國的西北敦煌附近,，戈壁沙漠里面也安裝了一些射電的天線去探測一些中微子，這些中微子的目標能量段就更高,，大概是10的17次方電子伏特之上,。”

柳若愚還說，在天文學有一種多信使天文學的說法,，是指我們不僅僅要通過光來探測和了解這個宇宙,，也要通過一些其他的信使來完成這個目標，而中微子就是其中非常重要的一種,。因此，“現(xiàn)在在國際上,，中微子的天文學研究也越來越熱門,，我們國家在這個方面也有很多的布局和發(fā)展”。