捕获神秘的“幽灵粒子”！这一重大实验项目落地台山核电

▲台山核电

目前，台山中微子实验项目实验设备现场安装工作已全面启动，台山核电于11月2日实施了钢罐、铜壳、有机玻璃球等探测器主体设备吊装入场。

▲正在引入探测器的不锈钢罐体，这是整个设备引入过程中最难的一步

▲正在引入有机玻璃球，将用于盛装捕捉中微子用的神秘液体“液闪”

台山中微子实验项目是中国科学院高能所与台山核电的合作项目，双方已签订合作协议将共享科研创新成果。

什么是中微子?

当你在思考这个问题时，每秒就有数以亿计个来自太阳的中微子正穿过你的身体，中微子(Neutrino)是一种极其微小且不带电的基本粒子，它的存在最早由奥地利物理学家泡利，在上世纪30年代提出目的是解释某些核反应中能量丢失的现象，它有三个显著特点一是极其轻微的质量、二是不带电、三是几乎不与物质发生相互作用，这意味着中微子能够轻易穿过地球甚至穿过我们的身体，而我们完全无法察觉到它们的存在，因此它们被称为“幽灵粒子”。

为什么要研究中微子?

中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子携带着非常多重要的神秘信息研究中微子对于认识宇宙和我们现存的世界物质都具有非常重要的意义也是国际最前沿的基础科学。

▲大亚湾远点实验厅 EH3(地下340米)

▲大亚湾近点实验厅 EH1两个直径5米、高5米、重110吨的中微子探测器

2012年3月中国科学院高能物理研究所牵头的科研团队在大亚湾中微子实验室成功发现了第三种中微子振荡模式并测量到其振荡几率这一重大物理成果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

为什么要开展台山中微子实验项目?

回答这个问题，我们要先来了解一下江门中微子实验室，作为中国科学院和广东省共同建设的大科学装置，江门中微子实验室是我国主导的大型国际科学合作项目，以测定中微子质量顺序精确测量中微子混合参数为主要科学目标。

▲江门中微子实验室

台山中微子实验(TAO)是江门中微子实验的近点实验，其建设目的是测量高能量分辨的反应堆中微子能谱，为江门中微子实验(JUNO)提供输入。

为什么选址台山核电站?

▲台山核电站

中微子几乎不与物质发生相互作用，因此如何捕获足够多的中微子信号，是实验首要考虑的因素之一，反应堆运行时的中微子产额正比于堆芯功率，而台山核电站有世界上单堆功率最大的反应堆，因此是中微子探测实验的理想中微子源，中微子探测器要尽可能大基线距离(探测器和源的直线距离)，要尽可能小才能最大化中微子捕获能力而台山核电站核岛进出厂房内，足以布置一台吨级的短基线探测器。

台山中微子实验和江门中微子实验有什么不同?

这两个实验的定位完全不同，且前者是后者的子实验，严格来说不具有可比性，如果真要比较的话，台山中微子实验的体量(吨级)远小于江门中微子实验(万吨级)，但得益于其短基线在同样时间内台山中微子实验可捕获的中微子数20倍于江门，江门中微子实验的中微子信号相对弱需要在地下700米进行

而台山中微子实验可以部署在近地表。

▲台山中微子实验的硅光电倍增器

▲江门中微子实验的光电倍增管

技术上，江门中微子实验探测器采用光电倍增管且常温运行，能量分辨率在大型液体闪烁体探测器中达到了前所未有的3%，台山中微子实验探测器

采用硅光电倍增器且运行于零下50度，能量分辨率达到2%，是国际上能量分辨率最高的液闪探测器。

对于台山中微子实验项目台山核电高度重视，从项目可行性研究方案设计到施工准备阶段，多次开展专题评审，在项目进度管控、风险控制等方面提出明确要求，并提供多项有效的改进措施，为实现项目目标，台山核电联合中广核工程设计院、中广核苏州院、中国科学院高能所，历时2年多顺利完成开展项目可研

方案设计与施工准备，后续台山核电将继续积极推进项目实施工作，确保项目整体按期完成，助力江门中微子实验室尽早产出科研成果。