日、美、中科学家最新重要发现   

—— 核反应堆产生的电子反中微子 消失 !!!

日、美、中科学家组成的KamLAND实验组约定,2002年12月6日下午5:00(北京时间),在各自国家同时宣布有关中微子实验最新结果——发现了核反应堆中产生的电子反中微子消失的现象,这意味着反应堆中产生的电子反中微子发生振荡,变成另一种没有被探测到的中微子。这项重要的实验结果最终确证了太阳中微子发生振荡,并确定了中微子振荡的关键参数。

中微子是一种非常小的基本粒子,几乎不与任何物质发生作用,很难发现和探测。一个多月前瑞典皇家科学院刚刚宣布,在探测宇宙中微子方面取得重大成就的美国科学家雷蒙德•戴维斯和日本科学家小柴昌俊荣获2002年诺贝尔物理学奖。太阳的核聚变产生大量的中微子,戴维斯领导的太阳中微子实验,在30年的探测中共发现了约2000个来自太阳的中微子,但与理论计算值相比,流量只有不足一半,这就是有名的“太阳中微子丢失”之谜。小柴昌俊在日本的神冈领导研制了中微子探测器Kamiokanda及其后续者 Super-Kamiokande,证实了戴维斯的实验结果,并首次探测到一个遥远超新星爆发过程中释放出的中微子。这个实验也证实了大气中微子失踪现象, 并发现其一切特性与中微子振荡符合。

由日、美、中三国科学家合作的KamLAND实验所获成果的重大意义在于:在一种全新的人工中微子源中发现中微子消失,且其特性与太阳中微子消失相同, 从而最终确认太阳中微子发生了振荡,排除了对太阳和大气中微子消失的所有其它可能的解释。这是国际上首次用人工中微子源证实太阳中微子确实发生了振荡,这个实验同时也首次定量给出太阳中微子振荡参数的唯一解,即大角度混合解(LMA),验证了标准太阳模型是正确的,得出了中微子质量不为零的肯定结论。这个实验也首次观测到地球本身发出的地质中微子。

1997年开始建造的KamLAND探测器,位于日本西北神冈1000米深的矿井下,直径20米高25米,内装1000吨液体闪烁体、600吨矿物油和3000吨水,四周分布着2000个20英寸的光电倍增管。日、美、中三国近一百位科学家组成的KamLAND实验组探测来自日本及南韩的二十多个核电站反应堆产生的中微子。这些核反应堆的总功率占全世界核电站总功率的20%。KamLAND实验自2002年2月开始,取数约145天, 共发现54个中微子事例, 约为预期值的60%, 即核反应堆产生的电子反中微子约40%消失,证明反应堆产生的电子反中微子发生了振荡, 变成了另一种中微子而没有被探测到。中国科学院高能物理研究所的王贻芳研究员等中国科学家参加了此项实验。

中微子物理研究是当前粒子物理研究国际前沿的热点。近年来中微子物理研究的一系列重大成果预示着粒子物理研究的新突破。

       

高能所科研业务处  2002-12-6