威廉和玛丽物理团队在中微子实验中发挥了作用
地下和水下
图为大亚湾1号馆的两个探测器在池中装满超纯水之前。威廉和玛丽团队负责校准探测器仪器，并跟踪核反应堆发射的中微子数量。罗伊·卡尔施密特提供，劳伦斯伯克利国家佳博体育
William & 玛丽物理学家团队在大亚湾反应堆中微子实验中发挥了重要作用，这是一个多国合作项目，旨在促进科学对普遍存在但神秘的中微子粒子的理解。
中国南部的大亚湾是一座大型核电站的所在地。在核电站附近，科学家们建造了一套巨大的地下设备，用于探测核电站发射的中微子。
罗伯特·麦基翁是威廉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。他领导着威廉玛丽团队，在大亚湾承担着两项重要职能。
中微子是核反应的副产品，太阳、地核和核电站的核活动释放出的中微子数量几乎是不可想象的。每秒钟有近1万亿个细胞通过你的身体。
“中微子的问题在于，”麦基翁说，“它们与物质的相互作用很弱。换句话说，他们什么都经历过。”他说，中微子穿过一块一光年厚的铅砖而不发生相互作用的可能性很大。这种特性使得中微子特别难以被探测到。大亚湾的设计目的是通过在发电厂附近放置探测器来增加探测到中微子的几率，这些发电厂在发电时会产生大量的中微子。
大亚湾实验试图测量与中微子振荡有关的一个难以捉摸的值。麦基翁解释说，中微子有三种“口味”。中微子的一个特性是它们经历了从一种味道到另一种味道的转变或振荡。他说，振荡值中有两个是已知的，大亚湾实验人员希望确定第三个也是最后一个值，即θ13。（读作“theta 1 - 3”。）
McKeown说，θ13的值将为新一代中微子实验开辟道路，这些实验将解决自然界的基本问题，比如宇宙中反物质的相对稀缺性。中微子研究在天文学和核能等领域有更直接的实际应用，包括探测隐藏的核反应堆。
McKeown是KamLAND的老手，KamLAND是日本之前的中微子振荡实验。KamLAND的目标是日本54座核电站发射的中微子，使用的是200公里外的探测器。他说，这个项目是成功的，该团队能够测量早期中微子振荡的值，θ12。
McKeown说，KamLAND的中微子探测率每天不到一个中微子，而寻找θ13则需要更高的速度。McKeown说，解决办法是在离中国广东核电集团（China Guangdong Nuclear Power Group）新建的大功率反应堆更近的地方安装一套更敏感的探测器。
“有大量的中微子来自反应堆。我们希望每个探测器每天能探测到800个中微子。”“大约每两分钟一个。这个比例非常高。”
在加入威廉玛丽和杰斐逊佳博体育之前，麦基翁在加州理工学院领导了一个团队，为探测器制造了许多重要的部件。他的William & 玛丽团队主要负责检测设备的安装、调试和校准。
“由于这个实验是如此精确，设备需要非常非常精确地校准，”他说。大亚湾有8个探测器，每个探测器有3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。”
威廉和玛丽团队还负责跟踪发射的中微子数量。
“反应堆工厂有六个反应堆。我们需要知道每个反应堆有多少中微子，”麦基翁说。“中微子的数量与产生的能量直接相关。但它并不总是恒定的。”
威廉玛丽研究所的科学家王伟正在大亚湾现场监督探测器设备的安装和校准。麦基翁说，该小组的大部分工作可以在美国完成，利用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项目经理王一方领导，美国的项目由劳伦斯伯克利国家佳博体育的项目经理比尔爱德华兹和布鲁克海文国家佳博体育的首席科学家史蒂夫凯特尔领导。
