據(jù)國外媒體報道，近日明尼蘇達州的技術(shù)人員開始安置大型中微子探測器的第一部分，這是北美地區(qū)最大、最先進的中微子探測實驗計劃，即美國國家費米實驗室NuMI離軸中微子實驗(NOvA)，主要研究中微子的性質(zhì)，比如它們的質(zhì)量等信息，以及調(diào)查它們是否在宇宙大爆炸時期中微子與反物質(zhì)以同等數(shù)量出現(xiàn)后介入了物質(zhì)與反物質(zhì)不對稱機制中。
目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子只參與弱相互作用
薩德伯里中微子觀測站的中微子探測器
根據(jù)NuMI離軸中微子實驗主任、明尼蘇達大學(xué)本科生科研負責(zé)人馬文·馬爾沙克(Marvin Marshak)介紹：“該中微子實驗將在2013年開始收集數(shù)據(jù)，這代表了整個NuMI離軸中微子實驗計劃一個部分的數(shù)個月研究成果?！敝形⒆邮且环N基本粒子，是粒子物理學(xué)標準模型的基本構(gòu)成模塊，中微子幾乎不與其他物質(zhì)發(fā)生相互作用，只介入弱相互作用中，它們可以直接穿過數(shù)百英里以上厚度的巖石介質(zhì)，比如天體。
NuMI離軸中微子實驗將使用美國能源部下屬的費米國家加速器實驗室芝加哥附近的中微子注入發(fā)生器，擊中近500英里外的位于明尼蘇達灰河(Ash River)的中微子探測器。這將會生成世界上最強大的中微子束，過程耗時將小于三毫秒。負責(zé)探測器現(xiàn)場組裝技術(shù)人員使用750,000磅的單旋轉(zhuǎn)機器吊裝一個重達417,000磅的探測器組件，這僅是28個探測器組件之一，中微子探測器組裝完成后將長達300英尺，這個過程將需要多天才能完成。
每個探測器模塊尺寸為51×51×7英尺，由聚氯乙烯模塊組成。大約有170名明尼蘇達大學(xué)的學(xué)生參與了中微子探測器的組建。美國能源部阿貢國家實驗室的科學(xué)家和工程師研發(fā)了這臺中微子探測器，并負責(zé)現(xiàn)場組裝。費米國家實驗室的科學(xué)家和工程師們主要研制吊裝探測器的單旋轉(zhuǎn)機器和確定組裝表。NuMI離軸中微子實驗副主任、費米實驗室的物理學(xué)家里克·特薩雷克(Rick Tesarek)認為在過去的一年過時間里，兩個實驗室共十多名科學(xué)家、工程師和技術(shù)人員一直工作于中微子探測器的組裝現(xiàn)場。
一旦將中微子探測器安裝到位，研究人員將使用液體閃爍體來填充探測器，這是因為當(dāng)中微子與這些液體發(fā)生接觸時，它們會產(chǎn)生帶電粒子并釋放出可探測的電信號。目前科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子有三種，即電中微子、μ中微子和τ中微子，三種不同類型的中微子震蕩可以在“味”變之間發(fā)生轉(zhuǎn)換。
目前全球有數(shù)個中微子探測實驗，每個人都在期望哪個探測器能揭開中微子之謎，來自美國印第安納大學(xué)的物理學(xué)家、NuMI離軸中微子實驗聯(lián)合發(fā)言人馬克·梅西耶(Mark Messier)認為NuMI離軸中微子實驗具有獨特的優(yōu)勢，可以發(fā)現(xiàn)三種中微子的屬性。NuMI離軸中微子實驗場所第一次破土動工于2009年5月，建造了明尼蘇達大學(xué)的物理學(xué)和天文學(xué)實驗室。
本項中微子探測實驗將用到兩臺探測器，一臺是重大330噸的費米實驗室探測器和一臺位于美國與加拿大邊境上的探測器，科學(xué)家通過這些裝置尋找中微子束隨著傳播進行而發(fā)生的變化。中微子探測器將在2013年收集數(shù)據(jù)，2014年初完成。位于費米實驗室的加速器目前處于為期一年的關(guān)閉狀態(tài)，這臺加速器是本項實驗的關(guān)鍵。費米實驗室將提升加速器電源從320千瓦升至700千瓦，NuMI離軸中微子實驗的科學(xué)家預(yù)計在未來六年的操作期內(nèi)收集到大約100個中微子事件。
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