中國大灣區地下隱藏的「巨球」?重達2萬噸,或成物理研究的神器

2025年02月09日19:33:06 科學 1274

科學家在研究放射性現象時,遇到了難題β衰變過程中,能量呈現出不守恆且連續的特性,電子只帶走部分能量,另一部分能量似乎莫名消失。

丹麥物理學家尼爾斯·玻爾曾認為β衰變中能量守恆定律不再適用

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1931年,奧地利物理學家泡利提出中微子的概念,推測其在能量消失現象中可能具有重要作用然而,中微子的證實之路頗為坎坷

1932年,科學家發現真正的中子,並將此前推測的神秘粒子命名為中微子。直到1956年,美國的萊斯和柯萬通過實驗直接測到了中微子,這是一個具有重大意義的突破

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中微子作為宇宙中最基本的粒子之一,其重要性不可忽視。宇宙大爆炸造就了當今的宇宙,科學家認為在此過程中產生了大量中微子,這些粒子承載著原始宇宙的信息,對人類深入探索宇宙意義重大。

而且,中微子在物質的消失和物質世界的形成中可能扮演著關鍵角色,科學家們正致力於通過研究中微子來解開這一謎題。

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中國在中微子研究方面也取得了斐然成績深圳大亞灣核反應堆群旁花崗岩腹中的大亞灣中微子實驗,是中國在該領域的重要實踐

2012年3月8日,該實驗室成功發現一種新的中微子震蕩模式,在全球引起巨大反響。經過3275天11小時46分鐘的運行,這個被《科學》雜誌譽為「中國有史以來最重要的物理學成果」的實驗裝置,圓滿完成使命後正式退役

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中國對中微子的探索並未停止,江門中微子實驗基地繼續前行江門中微子實驗站的設計極其複雜,是我國科研設施中的傑作。

該實驗站位於江門市地下700米處,施工人員在此挖掘出一個直徑40米的洞穴洞穴中安放著一個重達1000噸的巨型有機玻璃球,球內裝有20000噸世界上最透明的液體閃爍體

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為保證實驗成功,液體閃爍體的灰塵含量必須嚴格控制在0.1克以下。這個巨型玻璃球被浸泡在3.5萬噸純凈水中,以更好地隔絕外界干擾。

在玻璃球周圍,還布置了4.5萬隻光電探測器,它們時刻監控著周圍的變化,一旦有中微子出現,就能迅速被察覺。

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中微子的探索具有深遠意義,它不僅能增進我們對宇宙的了解,揭開宇宙的神秘面紗,還能推動天文學、宇宙學等多學科的交叉融合,促進人類對物理世界的深入認知。然而,中微子如同「幽靈」般神秘難測,這對各國的技術和設備提出了極高要求

為最大程度隔絕干擾因素,多數中微子實驗站都選擇建在地下,以提高實驗的成功率和準確性。中微子的研究是人類對自然界的持續探索,也是對人類自身存在和宇宙本質的深入思考。

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隨著研究的不斷推進,我們期待未來能揭開更多中微子的奧秘,推動科學不斷進步

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