首页 >>年度报告 >>2012年度报告 >>第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼


—— 第二部分 国家自然科学基金项目成果巡礼 ——

  2012年3月8日,由中国科学院高能物理研究所王贻芳研究员作为中方发言人的大亚湾反应堆中微子实验宣布,利用6个探测器运行55天观测到的中微子事例,发现了一种新的中微子振荡模式(对应中微子混合角θ13),并测得其振荡幅度为9.2%,误差为1.7%,无振荡的可能性只有千万分之一。该结果使人类更深入地认知中微子的基本特性,打开了理解“反物质消失之谜”的大门。实验成果一经发布便在国际高能物理界引发了强烈反响,认为这是“中微子物理的一个里程碑”。相关论文《大亚湾中微子实验发现电子反中微子消失》于2012年4月27日发表在Physical Review Letters。

  中微子是构成物质世界的基本粒子,共有3种类型,不带电,质量极其微小。不同种类的中微子在飞行过程中能相互转换,称之为“中微子振荡”。

  中微子混合角θ13是中微子振荡的6个基本参数之一,其大小关系到中微子物理研究未来的发展方向,并和宇宙中的“反物质消失之谜”相关,是国际上中微子研究的热点。自2003年起,先后有7个国家提出8个实验方案,最终有3个进入实施。由中国科学院高能物理研究所王贻芳领导的国际团队,原创性地提出了利用大亚湾核电站的反应堆群测量中微子混合角θ13的实验计划,在国际上首次提出了一系列降低系统误差、提高θ13测量精度的办法,包括采用多模块探测器测量中微子、多重符合以精确测定宇宙线的效率等,精度比过去的国际最好水平提高近一个量级。

  大亚湾实验2006年得到批准,2007年开始动工修建隧道和地下实验大厅。在这过程中,该团队攻克了多项技术难关,完成了探测器样机研制、工程设计和探测器建造,多项成果达到国际领先水平。建造完成的8个全同的高精度探测器,相对误差达到了国际罕见的0.2%。

  大亚湾实验通过近点探测器测量反应堆中微子的通量,并预言远点探测器的中微子事例数。经过仔细的数据分析,排除了大量的本底,证明远点的中微子数丢失了约6%。通过更精确的χ2分析,得到中微子振荡的振幅为sin213=0.092±0.016(stat.)±0.005(syst.),即以5.2倍的标准偏差得到sin213不为零。

  大亚湾反应堆中微子实验是我国进入中微子研究的切入点,通过9年持之以恒的努力,使我国的中微子实验研究从无到有并走到了世界前列。

  该项目得到国家杰出青年科学基金、科学基金面上项目、重点项目和重大项目的资助。

版权所有:国家自然科学基金委员会 京ICP备05002826号
Copyright 2005 NSFC, All Right Reserved