大亚湾核反应堆中微子实验

大亚湾核反应堆中微子实验是一个建于中国的研究中微子的多国粒子物理合作项目。参加该项目的研究人员来自中国大陆、台湾、美国、捷克和俄罗斯。

实验包括八个反中微子探测器，集中在有六个核反应堆1.9 km（1.2 mi）内的三个地点。每个检测器包括20吨的液体闪烁剂（掺杂有钆的直链烷基苯）通过光电倍增管和屏蔽包围^[1] 。

一个更大的随后实验中正在开发中，以在开平市的江门地下中微子实验观测站（JUNO）的形式^[2]，它会使用的丙烯酸球体充满了2万吨液体闪烁剂的探测器来探测反中微子。破土动工开始于2015年1月10日^[3]，预计2022年运行^[4]^:3。

项目设施

项目的两个中微子探测器设在大亚湾核电站，用于探测到来自核电站反应堆群的中微子^[5]。另外為支援此項目，香港仔隧道粒子物理實驗室亦曾於2006年被香港大學及香港中文大學物理系申請使用作實驗用途。

研究人员

该项目团队为王贻芳所领导^[6]。

中微子震盪

内容

2012日3月8日，大亞灣中微子實驗國際合作組宣佈^[7]^[8]^[9]，發現一種新的中微子震盪，其震盪機率為 $\sin ^{2}(2\theta _{13})=0.092\pm 0.017$ 。

在2015年Moriond物理学会议上，新的最适合的混合角和质量差被提出：^[10]

$\sin ^{2}(2\theta _{13})=0.084\pm 0.005,\quad |\Delta m_{ee}^{2}|=2.44_{-11}^{+10}\times 10^{-3}{\rm {eV}}^{2}$

意义

假若這結果成立，物理學者可以開始研究中微子與反中微子之間的不對稱性，從而嘗試解釋為甚麼宇宙中的物質超多於反物質^[11]^[12]。大亚湾的研究员通过此次得出的精确值击败了同时参与此项目的另外四个竞争团队，它们分别是日本的T2K實驗、美国费米实验室的主注入器中微子震盪探索（英语：MINOS）、法国的雙紹斯實驗（英语：Double Chooz）以及韩国的中微子震盪反應堆實驗（英语：Reactor Experiment for Neutrino Oscillation）^[13]。

參與者邢志忠自評「不是诺贝尔奖量级，但很重要」^[14]。

评价

美国托马斯杰斐逊国家加速器装置（英语：Thomas Jefferson National Accelerator Facility）的McKeown认为此次实验的结果：“可以说是有史以来来自中国的最重要的物理（实验）结果”^[13]。
获得2016年国家自然科学奖一等奖： “大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式”-王贻芳（中国科学院高能物理研究所）

反中微子能譜

2016年2月，大亞灣中微子實驗團隊發表論文表示，測量反中微子能譜獲得令人驚訝的結果，在5 MeV能量附近，反中微子數量超過理論預期。這未曾預期到的實驗結果暗示，當今理論可能需要改善。^[15]另外還發現，收集到的反電中微子數量比理論預測低6%。這結果意味著有些反電中微子可能以變換成無法探測到的輕質量惰性中微子。^[16]

合作者

参考文献

^ Daya Bay collaboration. A side-by-side comparison of Daya Bay antineutrino detectors (PDF). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 22 May 2012, 685 (1): 78–97. Bibcode:2012NIMPA.685...78A. arXiv:1202.6181 . doi:10.1016/j.nima.2012.05.030.
^ Li, Xiaonan. Daya Bay II: Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) (PDF). Windows On the Universe. August 2013.
^ Groundbreaking at JUNO. Interactions NewsWire. 10 January 2015 [2015-01-12]. （原始内容存档于2017-01-19）.
^ Wang, Zhimin. JUNO Central Detector and its prototyping. XIV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP 2015). Journal of Physics: Conference Series 718 (Torino, Italy). 2016: 062075. doi:10.1088/1742-6596/718/6/062075. The whole project of JUNO is going on schedule which aims to fill detector and take data at 2020 参数|journal=与模板{{cite conference}}不匹配（建议改用{{cite journal}}或|book-title=） (帮助)
^ 2011. 大亚湾核电站收获中微子求解反物质消失之谜. 麻省理工《科技创业》. 2011-09-05 [2011-09-06].
^ 大亚湾新中微子振荡或解宇宙反物质消失之谜. 人民日报(北京) (网易新闻). 2012-03-18 [2012-03-18]. （原始内容存档于2012-03-21）.
^ Daya Bay Collaboration. Observation of electron-antineutrino disappearance at Daya Bay. Physical Review Letters. 2012, 108 (17): 171803. Bibcode:2012PhRvL.108q1803A. arXiv:1203.1669 . doi:10.1103/PhysRevLett.108.171803.
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^ 大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡. 中国科学院高能物理研究所. 03-08-2012. （原始内容存档于2012-03-12）. 请检查|date=中的日期值 (帮助)
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^ 大亚湾突破，够不够诺贝尔奖_特色频道_财新网
^ Daya Bay Collaboration; An, F. P.; Balantekin, A. B.; Band, H. R.; Bishai, M.; Blyth, S.; Butorov, I.; Cao, D.; Cao, G. F. Measurement of the Reactor Antineutrino Flux and Spectrum at Daya Bay. Physical Review Letters. 2016-02-12, 116 (6): 061801 [2016-02-27]. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061801. （原始内容存档于2020-06-13）.
^ Cowen, Ron. Reactor data hint at existence of fourth neutrino. ScienceNews. 25 Feb 2016.

外部链接

官方网页
（英文）Catching neutrinos in China from Symmetry Magazine
（英文）Daya Bay θ₁₃ Reactor Neutrino Experiment & Aberdeen Cosmic Ray Muon-induced Neutron Experiment from Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong

[1] Daya Bay collaboration. A side-by-side comparison of Daya Bay antineutrino detectors (PDF). Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 22 May 2012, 685 (1): 78–97. Bibcode:2012NIMPA.685...78A. arXiv:1202.6181 . doi:10.1016/j.nima.2012.05.030.

[2] Li, Xiaonan. Daya Bay II: Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) (PDF). Windows On the Universe. August 2013.

[3] Groundbreaking at JUNO. Interactions NewsWire. 10 January 2015 [2015-01-12]. （原始内容存档于2017-01-19）.

[4] Wang, Zhimin. JUNO Central Detector and its prototyping. XIV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP 2015). Journal of Physics: Conference Series 718 (Torino, Italy). 2016: 062075. doi:10.1088/1742-6596/718/6/062075. The whole project of JUNO is going on schedule which aims to fill detector and take data at 2020 参数|journal=与模板{{cite conference}}不匹配（建议改用{{cite journal}}或|book-title=） (帮助)

[5] 2011. 大亚湾核电站收获中微子求解反物质消失之谜. 麻省理工《科技创业》. 2011-09-05 [2011-09-06].

[6] 大亚湾新中微子振荡或解宇宙反物质消失之谜. 人民日报(北京) (网易新闻). 2012-03-18 [2012-03-18]. （原始内容存档于2012-03-21）.

[7] Daya Bay Collaboration. Observation of electron-antineutrino disappearance at Daya Bay. Physical Review Letters. 2012, 108 (17): 171803. Bibcode:2012PhRvL.108q1803A. arXiv:1203.1669 . doi:10.1103/PhysRevLett.108.171803.

[8] Adrian Cho. Physicists in China Nail a Key Neutrino Measurement. ScienceNow. 8 March 2012. （原始内容存档于2013年5月9日）.

[9] Eugenie Samuel Reich. Neutrino oscillations measured with record precision. NatureNews. 8 March 2012 [2012-03-18]. doi:10.1038/nature.2012.10202. （原始内容存档于2012-10-06）.

[10] Recent Results from Daya Bay Reactor Neutrino Experiment. arXiv:1505.03641. 14 May 2015.

[11] 大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡. 中国科学院高能物理研究所. 03-08-2012. （原始内容存档于2012-03-12）. 请检查|date=中的日期值 (帮助)

[12] Neutrino oscillations measured with record precision. nature. 2012-03-08 [2012-03-18]. （原始内容存档于2012-10-06）.

[sc-13] 13.0 ^13.1 Physicists in China Nail a Key Neutrino Measurement. Science. 2012-03-08 [2012-03-18]. （原始内容存档于2013-05-09）.

[14] 大亚湾突破，够不够诺贝尔奖_特色频道_财新网

[15] Daya Bay Collaboration; An, F. P.; Balantekin, A. B.; Band, H. R.; Bishai, M.; Blyth, S.; Butorov, I.; Cao, D.; Cao, G. F. Measurement of the Reactor Antineutrino Flux and Spectrum at Daya Bay. Physical Review Letters. 2016-02-12, 116 (6): 061801 [2016-02-27]. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061801. （原始内容存档于2020-06-13）.

[16] Cowen, Ron. Reactor data hint at existence of fourth neutrino. ScienceNews. 25 Feb 2016.

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