藏在地下700公尺 全球最大有機玻璃球助陸研究古老粒子

大陆广东的江门中微子实验,将于年底完成设备安装。(图/取自央视新闻)

大陆近年积极打造各项科学研究设施,如今又有一项重要进展,位于地下700公尺的世纪最大单体有机玻璃球已建成,将会协助大陆「江门中微子实验」研究中微子,这也被大陆官媒称为「国际最前沿的基础科学」。

央视新闻10日援引大陆中科院消息指出,位于地下700公尺的江门中微子实验(JUNO)的中心探测器内部、世界最大的单体有机玻璃球已经全部建成,进入建设的收尾阶段。

报导指,中微子是宇宙形成之初就存在的最古老也最原始的基本粒子,携带着非常多重要的神秘资讯,研究中微子对于认识宇宙和我们现存的世界物质都具有非常重要的意义,也是国际最前沿的基础科学。

江门中微子实验,是以测量中微子品质顺序为首要科学目标,并进行其它多项重大前沿研究,其核心探测设备位于地下700公尺的实验大厅内44公尺深的水池中央,它由直径41公尺的不锈钢网壳、直径35.4公尺的有机玻璃球,以及2万吨液体闪烁体、45000支光电倍增管等关键零件组成。

江门中微子实验有机玻璃球内径35.4公尺,由263块12厘米厚的烘弯球面板和上下烟囱黏接而成,有机玻璃净重约600吨,是世界最大的单体有机玻璃球。有机玻璃板材生产采用独特配方和工艺,具有高透光率和低本底的特点,其天然放射性本底铀和钍的品质占比小于一万亿分之一。

有机玻璃球黏接采用大体量注料、聚合、退火的本体聚合技术,黏接缝总长度约2公里,并采用特殊方法对黏接缝进行保护。有机玻璃球作为探测中微子的靶物质液闪的容器,将承载20000吨液闪,同时整个球体置于纯水中运行,运行中需要长期承受约3000吨的浮力。

据指出,江门中微子实验是2013年立项、2015年开工建设位于大陆广东江门开平的地下实验硐室,2021年底交付使用并开始探测器安装。目前,江门中微子实验中心探测器最内层的有机玻璃球已合拢,外层的不锈钢网架和光电倍增管也在有序合拢中,预计11月底完成全部安装任务,并启动超纯水、液体闪烁体的灌装,2025年8月正式运行取数,预计运行约30年。

据江门中微子实验官网,中微子的品质顺序,是国际中微子研究的核心问题。日本、美国、欧洲、印度、南韩等5个国家有7个实验正在计划或已进行这方面的研究。大陆的江门中微子实验在2014年由大陆中科院高能物理研究所主导成立国际合作组,2024年7月1日至5日在广东江门开平市召开第24次国际合作组大会,来自12个国家和地区的239名科研人员参加会议,本次会议正式通过英国利物浦大学加入合作组的申请,并决定第25次大会将于2025年1月13日到17日举行。