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二零一三年八月二十二日

大亚湾中微子振荡实验公布最新成果 追踪消失的幽灵粒子
中大领导港区科研人员参与国际物理研究



继去年发现一种新类型中微子「振荡」,并获权威国际学术期刊《科学》选为二零一二年度十大科学突破后,国际大亚湾合作组今天(8 月22日)公布有关中微子(其中一种幽灵粒子)的最新研究成果,为解开宇宙初期组成之谜迈进一步。研究揭示了中微子的「振荡」现象与其能量变化的关系,测量出其中一个「质量差别」(Mass Splitting),并为去年公布的中微子「混合角」提供一个更高准确度的数值。 

大亚湾实验香港合作组首席研究员、中大物理系朱明中教授解释:「宇宙之中有极大量的中微子,因此,它的质量对宇宙演化至关重要。这次我们通过中微子振荡的频率测量出其中一个中微子的质量差,为粒子学及宇宙学踏出重要的一步。」中微子共有三种,它们之间可以相互转化,称为中微子振荡。振荡的大小则以中微子「混合角」来表示,振荡频率与它们之间的「质量差别」相关。 

大亚湾中微子振荡实验位于香港东北约五十五公里的大亚湾及岭澳核电站旁,负责实验的大亚湾合作组包括了来自六个地区和国家超过二百位科研人员,香港中文大学及香港大学负责实验中的三个子系统。大亚湾实验是本港首次参与关于基本粒子物理研究的国际大型合作计划,自2004年实验筹划至今,中大及港大的科研人员一直积极参予,中大物理系朱明中教授为香港实验组之首席研究员。   

朱教授表示:「近年天文学家在宇宙学观测取得重大进展,获得大量精密数据,大大促进了人类对宇宙演化的理解。然而,科学家熟知的各种原子及基本粒子,在宇宙整体质量能量只有微不足道的部份,占主导地位的反而是一些神秘的、与物质差不多毫无相互作用的幽灵粒子。要明白宇宙如何演化至今天的状况,科学家就需要了解这些幽灵粒子。」 

现时,核电站每秒能产生大量的中微子,研究人员在核电站不同位置量度其中一类(电子类)中微子的数量,观察在两公里的距离间不同能量的中微子消失了多少,并由此计算出一个中微子「混合角」,而由于获得了比去年三月所公布的发现中多三倍的数据,足以同时通过能量上的分析,让「混合角」的精确度提升一倍,并同时计算出「质量差别」。「混合角」sin213的最新结果是0.090±0.009,而「质量差别」|Δm2ee| 则为(2.59±0.20) x10-3 eV

大亚湾合作组是次准确地测量中微子振荡与其能量的关系,将有助于确立中微子的质量层次结构,并为新一代中微子实验的设计奠定重要的基础。 

朱明中教授将于本周六(8月24日)于香港中央图书馆,以「幽灵粒子与宇宙演化」为题,主讲中大五十周年校庆博文公开讲座。他将介绍与宇宙演化至今关系密切的幽灵粒子,以及中大师生积极参与的大亚湾中微子振荡实验。欢迎公众免费入场。讲座详情:http://www.50.cuhk.edu.hk/zh_tw/anniversary/6

大亚湾实验室纯水池中的四个反中微子探测器,直径及高度各五米,并于二零一二年九月全部就位;香港研究团队负责设计及建造各探测器中的其中一个子系统。
大亚湾实验室纯水池中的四个反中微子探测器,直径及高度各五米,并于二零一二年九月全部就位;香港研究团队负责设计及建造各探测器中的其中一个子系统。

朱明中教授
朱明中教授