誰能想到,在廣東江門開平市的山體深處,藏著一個直徑41.1米的"巨型水晶球"。這不是什么科幻電影場景,而是中國科學家耗時十余年打造的"幽靈粒子"捕捉器——江門中微子實驗站的核心探測器,科學家正在地下700米上演現實版“捉鬼”!
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這個浸泡在44米深水池中的有機玻璃球,內部裝滿兩萬噸特殊液體,表面密布數萬只"眼睛"(光電倍增管)。它正在執行一項看似不可能的任務:捕捉宇宙中最神秘的"隱身客"——中微子。這種粒子每秒有數萬億個穿過人體,卻幾乎不與任何物質發生作用,堪稱物理學界的"阿飄"。
為何要在地下700米建造如此龐大的裝置?答案藏在宇宙射線的干擾中。地面上強烈的宇宙射線會產生大量"噪音",而700米厚的巖層能將干擾降低至百萬分之一,為科學家提供足夠"安靜"的探測環境。就像在嘈雜的集市里尋找一根針落地的聲音,必須先把其他雜音過濾掉。
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探測器的工作原理堪稱現代版"守株待兔"。當極少數中微子與液體閃爍體發生作用時,會產生微弱閃光。數萬個光電倍增管會將這些閃光放大1000萬倍,轉化成可記錄的電信號。每天約50個的有效事例,相當于在長江里撈出50粒特定顏色的沙子。
這個總投資20億元的"地下宮殿",藏著多項世界之最:直徑35.4米的有機玻璃球創下單體記錄,不銹鋼網架跨度達41.1米,光電倍增管數量超過國際同類實驗20倍。中科院高能所所長王貽芳團隊研發的高純液閃純化系統,純度要求堪比半導體級。
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實驗站選址同樣暗藏玄機。距離陽江和臺山核電站均為53公里的等腰三角形布局,能最大限度利用反應堆產生的中微子源。這種精確到公里的設計,讓中國在測量中微子振蕩參數時,精度達到國際最好結果的1.5-1.8倍。
中微子研究看似高冷,實則與每個人息息相關。其技術外溢已惠及醫療影像設備,液體閃爍體純化工藝更可能推動半導體材料突破。未來或能實現中微子通信、地震預警,甚至窺見宇宙大爆炸的奧秘。
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從2003年大亞灣實驗發現新振蕩模式,到如今江門實驗沖擊中微子質量順序難題,中國科學家用"地下巨眼"重新審視宇宙法則。
正如王貽芳所說:"我們不僅要追趕過去落后的階段,更要在人類文明史上留下中國人的貢獻。"這場持續30年的"捉鬼行動",正在揭開微觀世界最深邃的秘密。
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