■本報記者 倪思潔
2月12日，美國《物理評論快報》發(fā)表了大亞灣實驗的又一新成果。大亞灣實驗的科學(xué)家通過直接測量分析，獲得了迄今為止最精確的反應(yīng)堆中微子能譜。
大亞灣實驗共同發(fā)言人、中科院高能物理所研究員曹俊在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時說，此次大亞灣實驗在大部分能量范圍內(nèi)，中微子能量達到了前所未有的精度——好于1%，為未來的反應(yīng)堆中微子實驗提供了重要的測量數(shù)據(jù)。
不過，曹俊表示，盡管獲得了“最精確能譜”，大亞灣實驗還將在2020年結(jié)束前，繼續(xù)提高反應(yīng)堆中微子能譜的精度。
他告訴記者，目前實驗在部分能量區(qū)域的精度還只有8%，對于未來的江門中微子實驗來說，精度還有待進一步提高?！拔覀冞€要在大亞灣中微子實驗中，積累數(shù)據(jù)、改進方法，將這些區(qū)域的精度從8%降低到1%以下?！辈芸≌f。
“我們期望大亞灣實驗獲取更多的數(shù)據(jù)，更好地理解探測器，以提高能譜測量的精度，這對下一代反應(yīng)堆中微子實驗至關(guān)重要，比如江門中微子實驗?！辈芸≌f。
記者了解到，江門中微子實驗被視為大亞灣中微子實驗的延續(xù)，將致力于測量中微子的質(zhì)量順序，并進一步精確測量中微子混合參數(shù)。
長期以來，中微子研究一直被認(rèn)為有可能揭示許多未解的物理之謎，包括宇宙的歷史、形成與未來。同時，中微子也是核反應(yīng)堆發(fā)電時發(fā)射的副產(chǎn)物，這使科學(xué)家可以對其進行可控的研究。
反應(yīng)堆中微子能譜，是人類探知中微子過程中至關(guān)重要的“基礎(chǔ)裝備”。20世紀(jì)50年代，人們在反應(yīng)堆旁首次探測到了中微子。自此，反應(yīng)堆實驗在揭示中微子振蕩以及其它重要屬性中起了重要的作用。而這些實驗的一個關(guān)鍵因素是需要知道反應(yīng)堆總共發(fā)射了多少個中微子（稱為通量），以及不同能量的中微子各占多少（稱為能量分布或能譜）。
曹俊表示，同類型的每一個反應(yīng)堆產(chǎn)生的中微子能譜都是大致相同的，因此，得到精確的反應(yīng)堆中微子能譜就能為其他反應(yīng)堆中微子的研究提供參考數(shù)據(jù)。
在早期的研究中，科學(xué)家們根據(jù)對反應(yīng)堆中復(fù)雜的裂變過程的理解，通過計算或其他間接方法來估計這些數(shù)值，對理論模型具有很強的依賴性。
“我們這次發(fā)現(xiàn)這些理論模型與實際反應(yīng)堆中微子能譜存在較大誤差，而大亞灣實驗的研究是通過測量直接得到的中微子能譜。”曹俊說。
在大亞灣實驗中，科研人員采集了世界上最大的反應(yīng)堆中微子樣本，進行了中微子能譜測量，也對中微子通量進行了新的測量。分析了217天、包含30多萬個中微子的數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果與理論預(yù)期存在兩處偏差。科學(xué)家在實驗中測得的反應(yīng)堆中微子能譜有一個意外的特征，即在能量5百萬電子伏特（MeV）左右，數(shù)據(jù)超出理論預(yù)期10%。
“這個意外的測量與預(yù)言不一致，說明現(xiàn)有計算需要改進?！贝髞啚硨嶒灩餐l(fā)言人、加州大學(xué)伯克利分校及伯克利國家實驗室的陸錦標(biāo)說。
該偏差顯示出直接測量反應(yīng)堆中微子能譜的重要性，特別是對于那些使用該譜型來研究中微子振蕩的實驗尤為重要，同時也暗示依賴于模型的計算可能需要重新研究。
《中國科學(xué)報》 (2016-02-16 第1版 要聞)
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