聚焦中微子-新聞專題-科學網

2020-11-27 科學網

    2012年3月8日，大亞灣反應堆中微子實驗國際合作組在位於北京的中國科學院高能物理研究所宣布：發現了中微子的第三種振蕩模式。此次發現加速了中微子物理理論研究的進展，成為了中國物理學史上新的裡程碑式發現，可以說為中微子研究開啟了新的時代。

      在大亞灣中微子實驗之前，中國科學院高能物理研究所早已開始涉足中微子理論研究。高能物理研究所不僅在中微子實驗領域成績驕人，在中微子理論研究領域也表現出眾。大亞灣實驗項目的啟動和成功使得高能物理研究所的中微子研究更具資源優勢。中國科學院理論物理研究所的中微子研究組也從1996年開始研究中微子振蕩並建立相關的新物理理論模型。

      科學網作為以網絡社區為基礎構建起面向全球華人科學家的網絡新媒體，利用網絡平臺優勢，2012年3月8日第一時間網絡同步直播中微子實驗結果新聞發布會；並於3月14日在網際網路上率先推出在線訪談《聚焦大亞灣中微子實驗》，邀請大亞灣反應堆中微子實驗項目主要參與人、中國科學院高能物理研究所研究員，科學網知名博主曹俊、邢志忠兩位老師同廣大網友交流。在上述關於中微子實驗相關新聞的科普傳播基礎上，科學網於2012年10月24日匯集並編輯整理了中微子相關的新聞事件、科學網上大批優秀的中微子科普博文，隆重推出專題《聚焦中微子》。 

 

 

大亞灣反應堆中微子實驗項目組於2012年3月8日下午14:00在中國科學院高能物理研究所召開新聞發布會，16:00舉行特別報告會，報告實驗的最新結果。

 

「大亞灣中微子實驗」新聞發布會視頻

 

邢志忠：三八婦女節與中微子情話

 

從去年的三八，到今年的三八，大亞灣實驗組發表在PRL上的論文獲得了435次引用，創下了中國高能物理學實驗領域單篇論文的引用率和引用速度之最。這是一個神話。

 

曹俊：大亞灣中微子實驗結果的簡單解釋

當我們設計這個實驗的時候，由於前面兩個實驗都沒有測到振蕩，認為它肯定小於0.15。而且0.01是一個關口，當sin22θ13<0.01時，現有的技術無法測量中微子的CP破壞相角，需要開發新的實驗技術。測量到0.01對中微子物理的發展方向具有指路標的作用。因此我們實驗費了很大的勁，設計了很高的精度，準備用三年的時間將它測量到0.01。最希望它在0.03左右。沒想到它這麼大，僅用了55天的數據就測量到了5.2倍標準偏差（對應振蕩不存在的概率是一千萬分之一，而且是確定性強的統計誤差主導），頗有點高射炮打蚊子的感覺。

 

 

 

科學網在線訪談《聚焦大亞灣中微子實驗》

曹俊：大亞灣中微子專題科普

中微子共有三種，分別是電子中微子（νe）、繆中微子（νμ）、陶中微子（ντ）。它們與對應的三種帶電輕子e、μ、τ以及六種夸克一起構成了物質世界的基本單元。描述三種中微子的振蕩需要六個參數。太陽中微子與大氣中微子實驗測出了其中的四個。剩下兩個未知參數，一個是混合角θ13，一個是CP破壞相角，它們不僅是自然界最基本的參數，也與宇宙起源中的反物質消失之謎有關。當宇宙大爆炸發生時，根據粒子物理規律，正反物質應該成對產生，是一樣多的。可是我們現在的宇宙中，並沒有發現大量反物質存在的跡象。那麼反物質哪裡去了？

 

陳釗：什麼是中微子振蕩？

 

在粒子物理中，構成物質世界的基本粒子可分為夸克、電子和中微子。其中，夸克有6種，電子有3種，中微子也有3種。中微子是一種基本粒子，不帶電，質量極小，幾乎不與其他物質作用，在自然界廣泛存在。太陽內部核反應產生大量中微子，每秒鐘通過我們眼睛的中微子數以十億計。中微子有三種，分別是電子中微子，μ中微子和τ中微子，兩兩之間可以相互轉換。可以簡單的說，中微子振蕩就是這種不同中微子之間的相互轉換，即一個中微子在飛行中可以變成另一種中微子，再飛行一段距離後又變回原來的中微子了。這種振蕩現象總共有3種，即theta1-2振蕩，theta2-3振蕩，theta1-3振蕩。

 

邢志忠：基本粒子的神秘「味道」

作為物質最基本組分的夸克和輕子在粒子物理學中被賦予了「味道」（flavor）的含義。這一形象的概念是由美國物理學家默裡·蓋爾曼（Murray Gell-Mann）和德國物理學家哈羅德·弗裡奇（Harald Fritzsch）在1971年突發奇想而引入物理學的。當時他們二人正在美國加州一家名叫巴斯肯·羅賓斯（Baskin-Robbins）的冰淇淋店閒談，發現冰淇淋不僅色彩斑瀾而且有巧克力、草莓等不同的口味。於是他們決定用「味道」來區分不同的夸克和輕子，質量小的粒子叫做「輕味」（light flavor），質量大的粒子叫做「重味」（heavy flavor）。如今味物理學已經成為基本粒子物理學的主要分支之一，它所關注的基本問題包括夸克和輕子的質量起源、不同粒子之間的相互轉化以及物質與反物質的不對稱性。 

 

 

曹俊：大亞灣中微子實驗公布新結果

 

2013年8月22日，在北京中國科學院高能物理研究所舉辦的「第十五屆國際中微子工廠研討會」上，大亞灣中微子實驗國際合作組報告了新的實驗結果，首次公布了對中微子質量平方差的測量。

 

 邢志忠：神的姐弟戀

 

2014年7月28日日至30日，數百名科學家從世界各地來到盛夏中的北京，聚集在中國科學院高能物理研究所，宣布成立江門地下中微子實驗（JUNO）的國際合作組。合作組由來自中國、捷克、法國、芬蘭、德國、義大利、俄羅斯和美國的200多位科學家組成，參與的研究機構和大學超過50個.......

 

邢志忠：傳奇——中微子幫我加塞兒

 

這個傳奇的後果就是，我的文章借著大亞灣中微子實驗取得重要成果的東風，成功地加塞兒到CPC期刊2012年第四期（即四月號）正式發表。從投稿到正式刊印，只用了四、五天。如今這篇文章的卷號和頁碼都已經出現在高能物理資料庫中，國際同行可以正式引用CPC期刊而不是文章的預印本了。我期望它能給CPC和我本人帶來好運。

 

曹俊：大亞灣反應堆中微子實驗站全面建成並運行

2012年10月19日，大亞灣反應堆中微子實驗站的全部8個中微子探測器正式運行取數，標誌著實驗站的全面建成。此後，實驗站將持續運行3-5年，把中微子混合角sin22θ13的測量精度提高4倍，並開展反應堆中微子能譜測量等相關研究。精確測量是科學發現和突破的基礎。  

 

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