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大亚湾中微子实验公布首项成果发现新类型中微子转换模式中大领导港区科研人员参与国际物理研究揭开宇宙学及天体物理学研究新一页
大亚湾中微子振荡实验(大亚湾实验)合作组今天(3月8日)公布发现新类型中微子转换模式,进一步为建立物理学中的「统一场论」提供基石,更有助解答宇宙「大爆炸理论」中,为何「物质」远多于「反物质」。自2004年实验筹划至今,香港中文大学(中大)及香港大学(港大)的科研人员一直积极参予这项重要的基本粒子研究计划。是次发现,是二百多名来自世界各地三十九所研究单位科研人员八年来努力耕耘的成果,他们分别来自内地、美国、香港、台湾、俄罗斯及捷克等地。
大亚湾实验是本港首次参与关于基本粒子物理研究的国际大型合作计划。本港的研究团队由中大物理系朱明中教授担任首席研究员,与港大物理系的梁干庄教授和潘振声教授以及两校学生一起合作,设计并完成了实验中的部份监测系统、放射性气体测量及参与数据撷取的工作。研究团队亦在香港仔隧道内的地下实验室进行有关宇宙射线的研究,以支援大亚湾实验。逾四十名中大物理系学生,包括多名本科生,均有参与其中。
近年中微子这个名词逐渐为人所认识,面对这种以接近光速在我们身边穿梭的「幽灵粒子」,科学家一直在思考一个难题-「它们常常无故消失」。科学家现已知道三类中微子会不断通过振荡而相互转换,可是一直还未能确切掌握电子类中微子的转换模式。今天,大亚湾实验成功发现新类型的电子类中微子转换模式,并测量出标示其转换机率的参数「θ13」,首次为这个疑难提供了精确的答案。
研究人员在大亚湾核电厂内的实验基地,安装了六个巨型的探测器于山洞中的不同位置,以探测从核电厂产生出来的电子类中微子。探测器在去年十二月至今年二月间成功探测到上万次的电子类中微子讯号,并通过比较不同地点的数据,确切观测到电子类中微子的数量在穿梭的过程中减少了,以物理量sin²(2θ13)表示,这个数值相等于0.092 ± 0.017。大亚湾实验联席发言人、中方项目经理兼中国科学院高能物理研究所所长王贻芳博士表示:「实验结果让我们对中微子转换方式有全新理解,而且它的转换率很大!」他续称:「我们现在得到的准确结果将有助进一步理解『物质』与『反物质』间的不对称情况。」
朱明中教授表示:「θ13是自然界的基本常数,我们这次有幸参予量度它的数值,实在是一生难逢的机会。我为所有参与其中的中大物理学生感到自豪!」
大亚湾实验联席发言人、美国能源部劳伦斯柏克莱国家实验室与加州大学柏克莱分校教授陆锦标博士表示:「我们曾经非常担心,θ13是一个非常接近零的数字,但现在我们知道这个值其实相当大。」
中国科学院副院长兼中国物理学会理事长詹文龙博士表示:「我们一直希望能在实验中得到有力的结果,但我们没想过可以这么快便得到答案!」
未来数月,大亚湾实验将会继续收集数据以进一步提高结果的准确度,而有关结果将为新一代中微子实验的设计奠定重要的基础。