中微子又被稱為“幽靈粒子”，在基礎(chǔ)科學(xué),、宇宙研究中很有價(jià)值,。11月20日，隨著最后一個(gè)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(xué)裝置——江門中微子探測(cè)裝置主體全部建成。據(jù)了解,，江門中微子探測(cè)裝置擁有世界最大單體有機(jī)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(cè)裝置,，預(yù)計(jì)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(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院柳若愚副教授怎么說,。

江門

中微子

探測(cè)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(qiáng),，從而導(dǎo)致探測(cè)難度大，被稱為“幽靈粒子”,。柳若愚表示,，江門中微子探測(cè)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(cè)裝置建在地面上,，宇宙射線以及其他粒子就能輕易地抵達(dá),，包括空氣中、土壤中,，也會(huì)有一些天然的放射性元素,，干擾中微子的測(cè)量”。中微子探測(cè)裝置建在地下700米,，能有效屏蔽干擾因素,，也不會(huì)影響中微子的捕獲,。

江門中微子探測(cè)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(jí)的深水中微子望遠(yuǎn)鏡，南極洲冰立方中微子探測(cè)器也已運(yùn)行十余年,，與既往的中微子裝置相較,，江門中微子探測(cè)裝置有何不同？柳若愚表示,，江門中微子探測(cè)裝置的科學(xué)目標(biāo)和探測(cè)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(cè)裝置主要測(cè)量核反應(yīng)堆產(chǎn)生的中微子，探測(cè)目標(biāo)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(cè)器,，以及南極洲的探測(cè)器,，它們主要探測(cè)的目標(biāo)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(cè)裝置探測(cè)的是更高能的中微子,，跟江門中微子探測(cè)裝置的科學(xué)目標(biāo)不同。

江門中微子探測(cè)裝置建成了目前世界最大的液閃中微子探測(cè)裝置,，主要通過液體閃爍器來對(duì)中微子進(jìn)行探測(cè),，而諸如貝加爾湖與南極洲的中微子探測(cè)裝置主要利用切倫科夫效應(yīng)來對(duì)中微子進(jìn)行探測(cè)。切倫科夫效應(yīng)是一種物理學(xué)現(xiàn)象,。當(dāng)反應(yīng)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(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生一種電磁輻射,。這種輻射達(dá)到一定強(qiáng)度后,，會(huì)在屏蔽某些核反應(yīng)堆的池水中出現(xiàn)微弱的淺藍(lán)色光輝，這是看得見的切倫科夫輻射,。這與江門中微子探測(cè)裝置的探測(cè)原理有所不同,。

“世界最大單體有機(jī)玻璃結(jié)構(gòu)”有什么用？

江門中微子探測(cè)裝置中有一個(gè)直徑達(dá)到35.4米的有機(jī)玻璃球,，是世界最大的單體有機(jī)玻璃球結(jié)構(gòu),，也是江門中微子探測(cè)裝置最核心的一個(gè)部件。柳若愚提到,，有機(jī)玻璃球內(nèi)部會(huì)裝有液體閃爍器,，當(dāng)中微子穿透有機(jī)玻璃球，打到液體里時(shí)，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(huì)在液體閃爍器中激發(fā)一些可被捕捉到的輻射,。而在有機(jī)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(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)中微子的探測(cè),。

世界最大單體有機(jī)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(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)拼裝拼接的精度都有要求,，它這個(gè)實(shí)驗(yàn)一下子要運(yùn)行幾十年，所以里面材料的耐用性要求也非常高,?！绷粲扪a(bǔ)充道。

江門中微子探測(cè)裝置會(huì)影響周邊環(huán)境嗎,？

對(duì)于江門中微子探測(cè)裝置的環(huán)境影響,，柳若愚表示，“這對(duì)于環(huán)境基本上是沒有什么影響的,，因?yàn)樗皇且粋€(gè)接收中微子的裝置,，并不會(huì)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(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)裝置完成科學(xué)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(shí)驗(yàn)的一個(gè)主要目標(biāo),，就是接著大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的成果去測(cè)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(shí)驗(yàn)和江門中微子實(shí)驗(yàn)外，我們?cè)诟吣芰慷蔚闹形⒆犹綔y(cè)上也有所布局,?！氨热缯f，我們預(yù)期在我國南海建造一個(gè)大型的中微子探測(cè)器去探測(cè)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(cè)器相比,，它們的探測(cè)能量段比較類似?！绷粲扪a(bǔ)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(cè)一些中微子，這些中微子的目標(biāo)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(xué)有一種多信使天文學(xué)的說法,，是指我們不僅僅要通過光來探測(cè)和了解這個(gè)宇宙，也要通過一些其他的信使來完成這個(gè)目標(biāo),，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(xué)研究也越來越熱門,，我們國家在這個(gè)方面也有很多的布局和發(fā)展”。