「頂級神岡」中微子探測器項目正式啟動

據日本高能加速器研究機構(KEK)網站近日報道,日本「頂級神岡」中微子探測器項目獲日本國會批准,正式啟動,計劃於2027年開始收集數據。「頂級神岡」(Hyper-K)項目是由日本主導、英國和加拿大等國參與的國際科研項目,目的是闡明物質的起源及基本粒子的「大統一理論」(Grand Unified Theory),2019年12月獲日本內閣批准。

「頂級神岡」中微子探測器項目正式啟動

中國科學院高能物理研究所研究員曹俊告訴科技日報記者:「中微子與反中微子行為差異與宇宙物質與反物質不對稱直接相關,『頂級神岡』在這方面靈敏度最高,有助解釋為什麼現在的宇宙看似由物質主導。」

「頂級神岡」中微子探測器項目正式啟動

據曹俊介紹,「頂級神岡」項目包含「頂級神岡」探測器和由日本散裂中子源升級後的加速器設施產生的高強度中微子束流。「頂級神岡」探測器將裝備新研製的高靈敏度光電傳感器,有效質量是其前身「超級神岡」(Super-K)的8.4倍。1998年,「超級神岡」發現中微子振盪首個確鑿證據,領導該研究的梶田隆章因此榮膺2015年諾貝爾物理學獎。

「頂級神岡」中微子探測器項目正式啟動

圖片來自於  Kamiokande neutrino detector

「頂級神岡」項目第一年建設預算為35億日元(約合2.23億元人民幣),由日本國會批準的2019財年補充預算撥付。

英國《自然》雜誌此前報道,「頂級神岡」擬建於日本岐阜縣飛彈市地下,將能探測宇宙射線、太陽、超新星和粒子加速器等各種來源產生的海量中微子。主體設施直徑68米、深約71米、儲水26萬噸,是「超級神岡」的5倍多,水池壁上約4萬個光電倍增管,可捕捉中微子與水反應發出的微光。

與「頂級神岡」項目並列的,還有中國的「江門中微子實驗」(JUNO)、美國的「深層地下中微子實驗」(DUNE),是本世紀20年代即將運行的三大主要中微子實驗,分別計劃於2022年、2026年開始收集數據。

曹俊指出:「除精確研究正反中微子行為差異外,『頂級神岡』在超新星中微子和質子衰變研究上也將表現最好,對中微子質量順序、太陽中微子等研究也能發揮重要作用。而JUNO將最早投入運行,有望率先測量質量順序,在精確測量振盪參數上有不可替代的優勢,對超新星中微子、質子衰變、其它天體中微子研究也有獨特之處;DUNE則主要研究中微子質量順序和正反中微子的行為差異。三大實驗各展所長,將進一步揭示中微子的奧秘。」

來源:cnBeta