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中美將投資在大亞灣核電站聯合進行粒子物理實驗

2006/6/29 16:39:00  (瀏覽次數：2006/6/29 16:39:00)

科學時報社
    
    
     中美兩國科學家將聯手在廣東大亞灣核電站進行大規模的粒子物理實驗。這項耗資近5000萬美元的實驗是中美兩國迄今最大的基礎科學研究合作項目。

     主持該項目的中國科學院院士、中國科學院高能物理研究所所長陳和生6月8日日在接受新華社記者專訪時說：“國際合作組將在大亞灣核電站附近設置3個探測器進行中微子測量。我們將在2008年建成隧道，2009年安裝探測器，2010年開始獲取數據。”

     根據計劃，中方將投入1.5億元人民幣(約合1870萬美元)，負責基本建設和建造一半探測器；美方投入2500萬至3000萬美元，負責建造另一半探測器。
    
     中微子作為構成物質世界的最基本粒子，在最微觀的粒子物理規律和最宏觀的宇宙起源及演化中都起著十分重要的作用。該研究領域的幾次重大突破均產生了諾貝爾物理學獎，中微子物理已經成為國際高能物理、天體物理與宇宙學研究的共同熱點。

     比較國際上目前進行的太陽、大氣、反應堆和加速器這幾類中微子實驗，反應堆中微子實驗最有可能獲得突破性成果。核電站反應堆是很好的中微子源，探測器可以放置在很近的位置，通量比太陽和大氣中微子要高好幾個數量級，而且核反應堆背景干凈，所得數據唯一、確定。

     大亞灣與嶺澳核電站群目前共有4個反應堆。大亞灣核電站緊鄰高山，可以提供中微子實驗必需的宇宙線屏蔽，這是一個巨大的優勢。世界上其他可用于反應堆中微子實驗的核電站附近都缺乏足夠的巖石覆蓋。

     中方已完成大量深入研究和計算，并多次實地考察，提出利用大亞灣反應堆群精確測量中微子混合角θ13的設想。這是目前世界上精度最高的實驗方案。

     中微子探測器為半徑2.6米、高5米的圓柱形，每個重約100噸，里面分隔成3層同心圓柱。3個探測器將分別放置在山腹內，最近的距核電站360米，最遠的2000米。一條隧道從地面進入山腹，連接3個放置探測器的地下實驗室。利用中微子近端和遠端距離的變化進行中微子振蕩的相對測量，可以抵消實驗的系統誤差，從而大大提高實驗的精度。

     科學家預測，這次實驗對中微子混合角θ13測量的靈敏度可達到1%。

     聯合投資這個重要實驗并將參加合作研究的機構包括美國的布魯克黑文國家實驗室、勞倫斯·伯克利國家實驗室。

     科技部、中國科學院、國家自然科學基金委員會均表示將大力支持這個實驗計劃。陳和生說：“大亞灣反應堆中微子實驗投入相對較少而物理意義重大，有可能獲得重大創新成果，這是中國基礎科學研究領域的一次重大機遇。”

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