万花镜
    首页社会国际娱乐科技时尚军事汽车探索美食旅游历史健康育儿
    相关:品牌电脑电脑品牌旅游明星演员内地世界
    位置:首页 > 探索

    国家自然科学奖一等奖大亚湾中微子实验都做了什么?

    2017年1月9日 来源: 中国科学报

    欢迎点击「中国科学报」↑关注我们!

    2011年底,中科院高能物理所研究员曹俊从科学网博客“蒸发”了3个月。直到2012年3月8日凌晨,一篇新博文出现了,上面写着:

    “大亚湾反应堆中微子实验将于2012年3月8日下午14:00在高能物理所召开新闻发布会,16:00举行特别报告会,报告实验的最新结果。”

    上图显示了三个实验厅内的六个中微子探测器测量到的中微子数与预期中微子数的比值。横坐标是中微子的飞行距离。纵坐标为1的虚线表示没有振荡。曲线为中微子的振荡曲线的最佳拟合值。在近点实验厅EH1和EH2,振荡很小(这里的振荡主要来自较远的反应堆,比如从岭澳反应堆到大亚湾近点EH1的两个探测器距离超过1公里,已经有了一些振荡效应),在远点实验厅的3个探测器可以看到明显的振荡效应。分析表明θ

    那天,高能物理所发布的结果,正是2016年国家自然科学奖一等奖的研究成果——大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式。

    从无到有 八年一剑

    2003年,留学美国从事中微子实验工作的曹俊想回国了。但当时,国内只有中微子的理论研究,实验研究几乎为空白。如果回国,曹俊很可能变得“英雄无用武之地”。

    直到有一天,他接到了一通来自中科院高能物理所现任所长王贻芳的电话。很快,在王贻芳的领导下,一支四五人的团队开启了对大亚湾中微子实验的最初构想。

    长期以来,物质世界的基本组分及其相互作用是自然界最基本的科学问题之一,粒子物理是对分子、原子、原子核研究的自然发展与深化。描述基本粒子及其相互作用的“标准模型”与所有实验数据均符合,取得了巨大的成功。

    然而,1998年,科学家们首次发现了大气中微子振荡,2002年又发现了太阳中微子振荡。“这样的发现表明中微子是具有微小质量的,这成为目前唯一超出粒子物理标准模型的新物理实验证据。”大亚湾中微子实验项目第一完成人王贻芳告诉《中国科学报》记者。

    于是,全世界的粒子物理学者将目光聚焦于用反应堆中微子寻找第三种振荡的问题。

    在解决了项目地点和经费困难后,2007年10月,大亚湾大亚湾反应堆中微子实验开工。2011年8月15日,大亚湾中微子实验1号厅开始取数;2011年11月5日,2号厅开始取数;2011年12月24日,3号厅开始取数,至此大亚湾中微子实验正式运行。

    在2012年的头两个月里,科学家开始了紧锣密鼓地取数、分析工作。“在实验还没有正式运行前,1号厅就已经产生了很多数据,我们用这些数据‘看懂’了探测器,建立好了分析方法。更早以前,从2010年开始,我们就用模拟软件产生假数据,反复练习,提前为正式的物理分析做准备。”曹俊说。

    就在王贻芳和他的团队构思反应堆中微子振荡实验时,国际同类实验正如火如荼。

    “当时国际上共有7个国家提出8个方案,最终3个得以实施,大亚湾探测精度最高,数据获取效率位居国际同类装置第一。”王贻芳回忆,当时,韩国的RENO实验和法国的Double Chooz实验也都致力于寻找中微子的第三种振荡。

    2012年2月,正式运行后的第二个月,科研人员发现了中微子的第三种振荡。3月8日,成果发布,比韩国RENO实验快了25天。

    “之所以会这么快,是因为我们有很多工作是并行的,包括模拟分析、理解探测器、设备调试等。”曹俊说。

    成果的论文发表后,国际著名科学杂志和媒体发表报道与评论上百篇。美国《科学》杂志将其评为2012年十大科学突破之一,并称“如果大型强子对撞机的研究人员没有发现标准模型之外的新粒子,那么中微子物理可能是粒子物理的未来,大亚湾的实验结果可能就是标志着这一领域起飞的时刻。”

    因为这项成果,王贻芳及大亚湾实验合作组还与其他4个实验组,分享了2016年度基础物理学突破奖。

    根据有关的规定,科技成果需要实践检验3年后才能被推荐国家科学技术奖。4年后的今天,该成果获得国家自然科学奖一等奖,这对实验组成员来说,同样是非常快的。

    “这是国内最高的荣誉,也是对合作组成员极大的鼓舞。”王贻芳说。大亚湾实验合作组由来自中国、美国、俄罗斯、捷克、中国香港和中国台湾的38个研究机构、约270名研究人员组成。其中约150人来自境内单位的16个高校和研究所。

    无论是王贻芳还是曹俊,经常会被问到这样的问题:“项目刚开始运行2个多月就发现了第三种振荡,之后你们还干了些什么?”

    每每遇到这样的问题,这两位科学家总会显得有点“执拗”。“当时的成果,一方面回答了中微子第三种振荡是否存在,另一方面报告了这个振荡有多大。第一个问题已经完全解决,但是振荡的大小还需要不断提高测量精度。”曹俊说。

    从2012年至今,大亚湾中微子实验的精度从此前的20%提高到了4%。

    “这是自然界的一个基本参数,它的大小对几乎所有的中微子研究都有影响,我们希望这个项目运行到2020年,进一步提高精度,将实验装置的潜力充分发挥出来。”曹俊说,“另外,去年我们测得了最精确的反应堆中微子能谱,发现与理论预期存在两处偏差,这也是一个非常重要的成果,需要进一步研究。”

    除了大亚湾中微子实验继续提高精度外,王贻芳正在主持的我国第二个大型中微子实验项目——江门中微子实验已经开建,预计在2020年进行取数工作。

    “江门中微子实验将致力于测量中微子的质量顺序,并进一步精确测量中微子混合参数,其土建工程规模约是大亚湾反应堆中微子实验项目的3至5倍。” 王贻芳告诉记者。由于有了大亚湾中微子实验的铺垫,江门中微子实验的审批难度低了一些,但技术挑战却并未减少。

    2016年11月,国内首条年产7500支的20英寸光电倍增管生产线建成运行,将为江门中微子实验提供可以更精确地将光信号转换为电信号的器件,至此,高能物理所牵头的产学研合作组用了4年时间,终于实现了该器件的国产化。

    为了让大亚湾中微子实验的测量精度更高,也为了给江门中微子实验提供更多预先研究的机会,大亚湾中微子实验团队的科研人员也给自己提出了不少新挑战。“我们要打开装着探测器的大水池,对探测器进行更精确的标定,然后改造其中一个探测器,为江门中微子实验进行测试和预研究。”曹俊说。

    “精度越高,能发现的内容就越多,或许就差那么一点点,我们就会错失认识世界的机会。”曹俊说。

    请按下方二维码3秒识别!

    位置:首页 > 探索
    加载更多评论...
    相关文章
    嘿!又发现了几个“稳定的”胖子
    嘿!又发现了几个“稳定的”胖子

    自然界中,质子和中子是组成原子核的两种基本成分,其中质子的数量确定了元素原子序数的大小。不同数量的质子和中子,又构成了具有不同性质的原子核,人们称之为核素。对原子核存在极限的探索,以及对自然界中最重原子核的寻找,一直是人们努力追寻的科学问题。

    用意识源自量子比特的猜想解释普普宁的DNA影响光子实验
    用意识源自量子比特的猜想解释普普宁的DNA影响光子实验

    我在上一篇文章《意识的诞生,为什么地球进化出了人类?谈李淼反驳朱清时量子观点》提到我的一个假想:意识的本源是微观量子的基本单元----量子比特序列信息。与意识有关的头脑中的量子比特有两大类:游离的量子比特和起存储作用的量子比特。

    “天舟一号”四月首飞,揭秘飞船里的秘密
    “天舟一号”四月首飞,揭秘飞船里的秘密

    作者: 中国科普博览 科学大院在2016年相继完成长征七号运载火箭首飞试验、天宫二号与神舟十一号载人飞行任务后,4月中下旬,将在文昌航天发射场发射天舟一号货运飞船,开展货物运输补给、推进剂在轨补加、自主快速交会对接等多项关键技术试验。

    各章考点明细表!寒假搞懂的人一定会逆袭!
    各章考点明细表!寒假搞懂的人一定会逆袭!

    一、声现象(4个考点)1声音的产生与传播是声音的产生及其传播2声音的特性区分音调、响度与音色3噪声的危害和控制防治噪声4声的利用声的利用二、光学(两大块)(一)、光现象(5个考点) (二)、透镜及其应用(2个考点) 1透镜成像规律凸透镜的成像规律及应用。

    卧床60天,收入11万!躺着就能挣钱,但他却说这痛不欲生!
    卧床60天,收入11万!躺着就能挣钱,但他却说这痛不欲生!

    对于上班族来说,每天最艰难的事是什么?很多人一定都会回答:起床!不过如今,有一份绝佳的工作摆在了大家面前。这份工作要求“员工”两个月不准起床,只要做到了,这两个月就能拿到1.6万欧元(约合11.7万元人民币)的薪水。

    中科院高能所与泰国三个研究机构签署科学合作备忘录
    中科院高能所与泰国三个研究机构签署科学合作备忘录

    4月7日,中国科学院高能物理研究所与泰国朱拉隆功大学、苏若那里理工大学、国家天文学研究所等三家研究机构在京签署了科学合作备忘录。泰王国玛哈·扎克里·诗琳通公主殿下出席了签字仪式,并参观了高能所中微子项目的液体闪烁体、模型探测器、光电倍增管等实验室。

    被误解的鸡
    被误解的鸡

    鸡,四肢短小,脑袋也小,看上去呆头呆脑,既不可爱,也不聪明,没法成为人类心仪的宠物,所以它们的待遇也很悲惨,凭借着那一身鲜美肥嫩的肉和蛋白质丰富的蛋,变身成为人类餐桌上的一道道美食,甚至人类还把那些温暖心灵的励志语叫做“心灵鸡汤”。

    我国首个太空"快递小哥"今晚上天带了啥秘密
    我国首个太空"快递小哥"今晚上天带了啥秘密

    中国载人航天工程办公室4月19日发布,经空间实验室飞行任务总指挥部研究决定,瞄准4月20日19时41分发射天舟一号货运飞船。19日下午,执行发射任务的长征七号遥二运载火箭开始加注推进剂。天舟一号是我国自主研制的首艘货运飞船,由于它只运货,不送人,所以被形象地称为太空“快递小哥”。

    天舟一号的重大意义
    天舟一号的重大意义

    4月20日19时41分,由我国自主研制的首艘货运飞船——天舟一号在海南文昌发射中心进行发射。这是一款继进步号飞船、ATV之后第三款集成了货物运输、空间站变轨、在轨燃料补加功能的货运飞船。除了货运,天舟一号还承担着不少科学任务。

    相关推荐
    大亚湾实验新结果暗示“中微子反常”来自理论模型的偏差
    大亚湾实验新结果暗示“中微子反常”来自理论模型的偏差

    大亚湾实验新结果暗示“中微子反常”来自理论模型的偏差——中微子数少于模型预期的问题也许源自于铀同位素铀235产生的中微子数目与模型预期不一致,钚239则与模型预期一致一项新的科学研究也许能解释“反应堆中微子反常”现象,即实验上探测到的反应堆中微子数目总是比理论模型预期的少。

    寻找最罕见的衰变
    寻找最罕见的衰变

    几乎所有的粒子都有它们的反粒子伙伴。自反物质被提出来后,一直是科幻小说中的常客。例如在《天使与魔鬼》中,坏人们就试图用反物质炸弹摧毁梵蒂冈,幸好兰登教授帅气的阻止了这个阴谋。而在《星际迷航》里,企业号宇宙飞船的燃料正是反物质,利用正反物质的湮灭作为动力实现光速飞行。

    4项科学实验“抢占”天舟一号货运飞船
    4项科学实验“抢占”天舟一号货运飞船

    中新社海南文昌4月20日电 (记者 张素)中国第一艘货运飞船“天舟一号”20日从文昌航天发射场出发,随飞船而行的还有4项科学实验和技术验证。中国科学院空间应用系统相关负责人介绍,4项分别是:微重力对细胞增殖和分化影响研究、两相系统实验平台的...

    学霸都是这么记高中生物实验的,难怪人家次次得高分,拜服!
    学霸都是这么记高中生物实验的,难怪人家次次得高分,拜服!

    为什么学霸生物实验题做的那么溜,今天高考君就来给大家分享下搞定生物实验题的方法。(点击标题下蓝色字:自主招生,关注获取更多精彩内容) :一、考纲要求的课本实验1.观察类实验在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。

    中国科大首次在两比特系统中观测到严格的单向量子导引
    中国科大首次在两比特系统中观测到严格的单向量子导引

    中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在量子力学基础研究方面取得重要进展,该实验室李传锋、许金时研究组在两比特系统中首次在实验中观测到多种测量设置的单向EPR量子导引。该研究成果4月5日发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上,并被选为编辑推荐文章。

    天舟一号发射进入倒计时,将与天宫二号对接
    天舟一号发射进入倒计时,将与天宫二号对接

    出品:科学大院(ID:kexuedayuan)作者:中国科学院上海光机所、中国科学院物理研究所监制:中国科学院计算机网络信息中心 中国科普博览“天舟一号”货运飞船将于4月中下旬在文昌航天发射场发射,并开展货物运输补给、推进剂在轨补加、自主快速交会对接等多项关键技术试验。

    大型强子对撞机又有新发现:新的异常信号本质成谜
    大型强子对撞机又有新发现:新的异常信号本质成谜

    据国外媒体报道,来自欧洲大型强子对撞击的消息显示,有一些迹象表明,实验中似乎有一种新的未知信号出现,而一旦得到证实,那将颠覆我们当前对于粒子物理学的理解。在欧洲核子中心大型强子对撞机的实验中,数据出现了一处神秘的异常,似乎暗示某种超越粒子物理学标准模型的新规律的存在。

    前沿|中国科研迈入新原创时代
    前沿|中国科研迈入新原创时代

    当前创新驱动已成国策,面向科学前沿开展原始创新,力争在更多领域引领世界科研方向,已经成为我国科学家义不容辞的责任。近年来,我国科学家在一个又一个基础科学前沿披荆斩棘、屡获佳绩:量子通信、铁基超导、中微子、量子反常霍尔效应、外尔费米子、干细胞、纳米……一个个原始创新成果...

    科学家解读:天舟一号上的那些太空科学实验“护卫兵”
    科学家解读:天舟一号上的那些太空科学实验“护卫兵”

    出品:科普中国制作:中国科学院空间应用工程与技术中心 董文博团队监制:中国科学院计算机网络信息中心想在太空做实验,可不是一件容易的事情。航天飞船和空间站上的轻微振动,都会破坏微重力科学实验的稳定性,或造成空间光学设备的成像模糊和光线发散,直接影响到太空观测和实验的价值。

    相关标签
    Copyright © 2015 Wanhuajing.com, All Rights Reserved 万花镜 版权所有
    京ICP备14059027号 值班QQ:3012642954 邮箱:wanhuajingnews@qq.com