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“大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式”获国家自然科学奖一等奖

放大字体  缩小字体 中国核电网  | 发表于:2017-01-10

  根据《国家科学技术奖励条例》的规定,经国家科学技术奖励评审委员会评审、国家科学技术奖励委员会审定和科技部审核,国务院批准,授予“大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式”国家自然科学奖一等奖。

  大亚湾中微子实验是中国基础科学领域目前最大的国际合作项目,实验室位于深圳市的中广核大亚湾核电基地,由来自世界上七个国家和地区超过200位科学家共同参与。科学家们在中广核大亚湾核电基地对中微子进行可控的研究。而中微子实验的关键因素是需要知道反应堆总共发射了多少个中微子,以及不同能量的中微子各占多少。以往,科学家基于对反应堆中裂变过程的理解,通过计算或其他间接方法来估算。

  换言之,这些研究依赖于理论模型。而大亚湾中微子实验给出了最精确的、与模型无关的能谱测量。并且在大部分能量范围内,中微子能量达到前所未有的精度。

    这个实验有多紧要?

  中微子是在宇宙大爆炸时期产生的最多的粒子之一,在目前已知的构成物质世界的12种基本粒子中,占了四分之一,在微观的粒子物理和宏观的宇宙起源及演化中同时扮演着极为重要的角色。中微子有一个特殊的性质,即它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型,通常称为中微子振荡。原则上三种中微子之间相互振荡,两两组合,应该有三种模式。其中两种模式自60年代起即有迹象,当时称作“太阳中微子之谜”和“大气中微子之谜”。1998年日本的超级神冈实验正式发现大气中微子振荡,随后太阳中微子振荡也被多个实验证实。第三种振荡则一直未被发现,甚至有理论预言其根本不存在。

  2012年3月,大亚湾中微子实验发现了第三种中微子振荡模式,并测量到其振荡几率。这一中国诞生的重大物理成果,开启了未来中微子物理发展的大门,在全球科学界引起热烈反响,入选美国权威学术杂志《科学》评选的2012年十大科学突破,被称为“诺贝尔奖级别”的重大发现。

  自1956年以来,中微子领域的研究已经斩获四次诺贝尔奖,分别于1988年、1995年、2002年和2015年获得,成为诺奖的“富矿”。大亚湾中微子实验,也被外界称为当代中国对世界基础物理研究做出的最大贡献,是最有希望获得诺贝尔物理学奖的中国科研成果。

  这个实验牛在哪里?

  该实验是以中国科学家为主导的、有重要国际影响的大型基础科学研究国际合作项目,是中美两国目前在基础科学研究领域最大的合作项目之一,实验的国际合作组有中国(包括香港和台湾)、美国、俄罗斯等六个国家和地区的34个研究单位的200多位研究人员参加,得到美国能源部和其他参加国家与地区的经费支持,国际投入占实验投入的三分之一强。

  据了解,2008年1月28日,中国广东核电集团有限公司与中国科学院就“关于合作建设大亚湾反应堆中微子实验项目并提供经费支持”的协议签订仪式在深圳举行。根据协议,中广核将为大亚湾反应堆中微子试验项目提供实验场地,并承担部分项目研究经费,全面参与项目的合作。该协议开创了我国大型国有企业资助和支持国家大型基础研究实验项目的先河。

  为什么一定要选择大亚湾核电基地?

  大亚湾中微子实验位于深圳市区以东约50公里的大亚湾核电站群附近的山洞内,地理位置优越,紧邻世界上最大的核反应堆群之一的大亚湾核电基地,并且紧邻高山,有天然的宇宙线屏蔽。

(图片来源于中科院之声)

  据介绍,经过对国际上关于实验地点的建议进行整合,目前有法国的Double Chooz、韩国的Reno与我国的大亚湾。大亚湾核电基地因为拥有得天独厚的地理条件,经国内外专家反复比较论证,是世界上进行反应堆中微子实验研究的最佳场所。

 
 
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