“玻璃球”变“水晶球”！江门中微子实验建设迎来最后一战
“玻璃球”变“水晶球”！江门中微子实验建设迎来最后一战
12月18日上午，江门中微子实验建设迎来了最后一个关键节点——液体灌注。
在位于地下700米的液体灌装间里，江门中微子实验项目经理、中国 科学院 院士 王贻芳宣布“启动灌注”，紧接着，工作人员按下按钮，水经过层层过滤变成超纯水，并以每小时100吨的流量进入探测器水池中。
王贻芳宣布启动灌注。中国科学院高能物理研究所供图
江门中微子实验项目常务副经理、中国科学院高能物理所所长曹俊介绍，液体灌注将分两步走，前2个月将超纯水灌满中心探测器有机玻璃球内外空间，再用6个月将有机玻璃球内部的超纯水置换为液体闪烁体。预计2025年8月完成全部灌注任务，开始正式运行取数。
记者了解到，液体灌注完成后，江门中微子实验中心探测器里的空心“玻璃球”将变成一只泡在超纯水里且装满液体闪烁体的“水晶球”。
江门中微子实验的中心探测器是一个有效质量2万吨的液体闪烁体探测器，位于地下实验大厅内44米深的水池中央。探测器的主支撑结构是一个直径41.1米的不锈钢网壳，其上承载着直径35.4米的有机玻璃球、2万吨液体闪烁体、2万只20英寸光电倍增管、2.5万只3英寸光电倍增管、前端电子学、电缆、防磁线圈、隔光板等诸多探测器部件。
曹俊介绍，布满中心探测器内壁的光电倍增管可以探测中微子被液体闪烁体“俘获”时产生的闪烁光，并将光信号转换为电信号输出。与目前国际最好水平相比，江门中微子实验中心探测器中的液体闪烁体体积增大了20倍，光电子产额增大了3倍，能量分辨率也达到前所未有的3%。
与此同时，中心探测器被浸泡在圆柱形的水池中，水池兼做水契伦科夫探测器和屏蔽体。水池顶部为约1000平方米的宇宙线径迹探测器。水契伦科夫探测器和宇宙线径迹探测器联合探测宇宙线，从而可将其对中微子探测的影响去除。水池中的水还可屏蔽岩石的天然放射性及宇宙线在附近岩石中产生的大量次级粒子。
王贻芳表示，江门中微子实验以测量中微子质量顺序为首要科学目标，并进行其它多项重大前沿研究，项目团队由17个国家与地区、700多位成员组成。江门中微子实验建成后将成为国际中微子研究的中心之一，与正在建设的日本顶级神冈中微子实验（Hyper-K）和美国深部地下中微子实验（DUNE）形成中微子研究的鼎足之势。我国在中微子研究领域的国际领先地位将得到进一步巩固。