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挖700米深巨洞、造35米高大玻璃球,幽灵粒子实验室搭建竟如此艰难!

我国除了位于贵州的500米口径的"天眼"天文观测平台外,还有一个世界级别的大工程实验平台,用于研究中微子。这个项目位于江门,它建造难度远远高于500米口径的"天眼"。首先,它需要建造一个直径达35.4米的玻璃球,这足足相当于一幢12层高的大楼。然而仅仅建造出这个大玻璃球是不够的,还需要将这个玻璃球放置于山体下700多米的洞体内,可见无论是设计建造还是运输安放都是极为艰难的过程!

挖700米深巨洞、造35米高大玻璃球,幽灵粒子实验室搭建竟如此艰难!

图:"天眼"

中微子是一种神秘的粒子,它的质量几乎接近于0;它的运动的速度与光速相近;可以穿透人的身体等一切物质。因为中微子有着"幽灵"一般的特性,又被称为"幽灵粒子"!它无处不在,但是却极难研究,在科学界,从有人预言它的存在到证明这一过程,就足足用了20年。在恒星内部的核反应中会爆发出大量的中微子,在地球上的粒子加速器和原子反应堆中也有它的出现,有科学家认为中微子无处不在,并且似乎是在一直产生!因此,其具有相当高的研究意义!

挖700米深巨洞、造35米高大玻璃球,幽灵粒子实验室搭建竟如此艰难!

图:中微子实验平台构造图

因为中微子极小、运动速度极快、又很难与其他物质反应,所以它的捕捉是极为困难的,因此中微子研制中都会选用一个巨量的靶物质作为"陷阱"来对其捕捉,而我国建造的这个大玻璃球就将被灌入约2万吨的液闪充当靶物质。液闪就是一种液体物质,主要成分是烷基苯,因为足够透明,光线穿透性强易于实验研究而被选用。

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图:建造中的"大玻璃球"

而选择放置于山体700米下的洞内,是因为700多米的岩石可以帮助实验研究将宇宙的射线屏蔽掉。而此处的地理位置更是经过计算而得的绝佳位置,距离附近的广东阳江核电站和台山核电站的各反应堆的距离均相等,如果距离不等,反应堆所产生的中微子的性能就会相互抵消,无法勘测!

挖700米深巨洞、造35米高大玻璃球,幽灵粒子实验室搭建竟如此艰难!

图:中微子构想

国家在江门此实验项目中投资20亿元,该项目于2016年开工,并预计将于2021年完工并正式投入使用。这也是目前全球最为精准、先进的实验平台,届时,我国的中微子研究将在此领域上发挥重要优势,抢占研究先机,领先于世界!