備受關注的江門中微子實驗建設又有新進展。近日,江門中微子實驗進入設備安裝關鍵階段,實驗探測器的建設已過半。預計今年底,項目將完成探測器全部主體結構安裝,明年完成液體閃爍體的灌裝后運行取數,有望在全球率先測得關鍵數據。
江門中微子實驗室位于開平市金雞鎮大山深處。坐著轟隆隆的礦車穿過1267米的斜井,再步行穿過一段悶熱陰濕的隧道,處于地下700米深處的實驗室大廳映入眼簾。大廳內,一個巨大的球狀不銹鋼網架被牢牢固定在直徑43.5米、深44米的圓柱形“水桶”里。數十名工人在不銹鋼網架以及專用的工作平臺上小心翼翼地安裝光電倍增管和有機玻璃。
“此前,實驗室已完成基建部分,目前正在抓緊安裝實驗設備,包括一個大型有機玻璃球和數萬個光電倍增管。”項目相關負責人介紹,由于隧道截面有限,有機玻璃球無法裝好后再運進實驗大廳,所以他們把大玻璃球分成一塊塊的有機玻璃,從上往下裝,最后拼裝成一個直徑35.4米的大型有機玻璃球,并固定在不銹鋼網架上。
目前,玻璃球的安裝進度已經過半。幾個月后,待有機玻璃球安裝成型、光電倍增管也完成安裝后,科學家就可以通過球體頂端設計好的“煙囪”,向球體內灌注20000噸能讓中微子“閃爍”的液體,并在玻璃球外的“大桶”里灌滿35000噸超純凈水,以屏蔽宇宙線引起的假中微子信號。
光電倍增管的安裝進度也已過半。“它相當于實驗的‘眼睛’,密布在不銹鋼網架內側,朝向有機玻璃球,時刻‘盯緊’玻璃球里面發出的光信號。”上述負責人介紹,這些光電倍增管分20英寸和3英寸兩種規格,分別要安裝20012個、25600個,“以往這種設備都要從日本進口,每個售價數萬元。但這次實驗我們與江蘇一家企業合作實現了國產化,單個光電倍增管的價格大大降低。”
探索物質世界的基本組成及相互作用是自然界最基本的科學問題之一,大科學裝置在其中起到重要作用。江門中微子實驗是我國大科學工程建設在粵港澳大灣區的重大布局,以測量中微子質量順序為首要科學目標,同時也將深入研究大氣中微子、太陽中微子、地球中微子、超新星中微子等。當前,中國、美國、日本都正在建設同樣類型的中微子實驗室。與美、日相比,江門中微子實驗室將最早建成,因此有希望率先測得3種中微子的質量順序。
(記者 董有逸 通訊員 劉悅湘)
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