中国已经建造多年的地下中微子探测器即将投入使用。这个设备很快将开始在海量数据中寻找不同种类的中微子。同时,全球其他地区还有两个额外的探测器将对中国市场的研究结果进行双重验证。
江门地下中微子观测站(JUNO)即将开始记录宇宙中漂浮的中微子数据。位于中国广东省开平市,这个耗资300万美元、耗时九年建造的探测器现已进入最后建设阶段。研究人员表示,如果一切按计划进行,探测器的结果将令科学界惊叹。
JUNO探测器是一个巨大的球形设备,隐藏在中国南部花岗岩山下700米处。这个球体充满了一种特殊的液体化合物,当中微子穿过时会发出光亮。安装完成后,球体将完全浸没在纯净水中。
中微子是极难捉摸的粒子,它们在大爆炸后产生,很少与普通物质相互作用。这些基本粒子是电中性的,并且静止质量非常小,以至于长期以来人们认为它几乎是零。中微子非常难以研究,因此研究人员一直在全球建造巨大的探测器,以最大化探测中微子通过弱力和引力相互作用的机会。
JUNO探测器将专门研究由距离浸没球体50公里的两座核电站产生的反中微子。反中微子与球体内的液体接触时应该会产生突然的光爆发,研究人员随后能够检测并记录这些光。
中微子已知有三种“味”:电中微子、μ中微子和τ中微子。JUNO研究人员希望根据它们的质量对这三种不同的粒子进行排序,解决核物理学家自1942年首次实验性探测到中微子以来一直在猜测的众多问题之一。
JUNO装置预计将在明年下半年投入使用,收集有关潜在中微子反应的数据。另外两个大型中微子探测器正在日本(超神冈)和美国(DUNE)建造,并分别计划在2027年和2031年投入使用。超神冈和DUNE将使用不同的方法研究中微子,同时也将交叉验证JUNO的结果。