在大亚湾观测到的关键中微子行为
一个国际物理学家团队报告了第一组详细描述中微子振荡重要行为的观测结果,这一成就是进一步实验的必要步骤,旨在回答有关宇宙构成的基本问题。
在中国进行大亚湾中微子实验的物理学家已经观察到一个名为θ13的中微子“混合角”(发音为“θ1 - 3”)。Robert McKeown说,大亚湾θ13的发现是完成对这些神秘粒子如何在三种形式或“味道”之间振荡的理解所需要的最后一部分。中微子是核反应的副产品,太阳、地核的核活动和核电站都会释放出大量的中微子。尽管中微子数量众多,但很难被探测到。
McKeown是威廉与玛丽大学物理系的州长杰出CEBAF教授,也是杰斐逊佳博体育的科学副主任,他领导威廉与玛丽团队进行大亚湾实验。McKeown和他的合作者建造了一套仪器,用来观察从核电站发射出来的粒子流。
“如今,中微子物理学是粒子物理学中非常重要的一部分,”McKeown说。“知道这个特殊的混合角度让我们做的第一件事就是自信地进行下一系列要做的实验。”
他说,大亚湾的结果给物理学家们提供了进行更雄心勃勃的中微子实验的科学依据。麦基翁参与了长基线中微子实验(LBNE)的计划,该实验建成后,将从伊利诺伊州巴达维亚的费米佳博体育发射一束中微子,穿过地球超过1000公里。到一个位于sd铅市外的探测器
LBNE(还没有得到资助,更不用说建造了)和类似的实验试图用中微子来观察一种被称为CP对称性破坏的现象。
“基本上,这意味着粒子反应和反粒子反应是不同的,”McKeown说。“这是一个非常重要的特征,它将使物理学家能够解释宇宙似乎包含物质,而不包含反物质。”
McKeown的William & 玛丽团队在大亚湾有两项重要职能。首先,该小组对检测仪器的安装、调试和校准负有重大责任。
“由于这个实验是如此精确,设备需要非常非常精确地校准,”McKeown说,并补充说大亚湾有八个探测器,每个探测器有三个单元。“探测器不仅在地下深处,而且在水下。这是一套复杂的设备和一套需要分析的复杂数据。”
威廉玛丽团队还记录了仪器探测到的中微子。威廉与玛丽研究中心的科学家王伟(Wei Wang)大部分时间都在大亚湾现场监督探测器设备的安装和校准,但麦基翁表示,该团队的大部分工作可以在美国完成,处理从探测器和反应堆工厂发送的数据。
中国和美国领导大亚湾反应堆中微子实验,参与者来自俄罗斯、捷克共和国、香港和台湾。中国的项目由高能物理研究所的王一方领导,而美国的项目负责人除了McKeown外,还包括劳伦斯伯克利国家佳博体育的项目经理Bill Edwards,布鲁克海文国家佳博体育的Steve Kettell和佳博体育的Karsten Heeger。
麦基翁就这一发现接受了《科学》杂志的采访。