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二零一二年三月八日

大亞灣中微子實驗公布首項成果
發現新類型中微子轉換模式
中大領導港區科研人員參與國際物理研究
揭開宇宙學及天體物理學研究新一頁



大亞灣中微子振盪實驗(大亞灣實驗)合作組今天(3月8日)公布發現新類型中微子轉換模式,進一步為建立物理學中的「統一場論」提供基石,更有助解答宇宙「大爆炸理論」中,為何「物質」遠多於「反物質」。自2004年實驗籌劃至今,香港中文大學(中大)及香港大學(港大)的科研人員一直積極參予這項重要的基本粒子研究計劃。是次發現,是二百多名來自世界各地三十九所研究單位科研人員八年來努力耕耘的成果,他們分別來自內地、美國、香港、台灣、俄羅斯及捷克等地。

大亞灣實驗是本港首次參與關於基本粒子物理研究的國際大型合作計劃。本港的研究團隊由中大物理系朱明中教授擔任首席研究員,與港大物理系的梁幹庄教授和潘振聲教授以及兩校學生一起合作,設計並完成了實驗中的部份監測系統、放射性氣體測量及參與數據擷取的工作。研究團隊亦在香港仔隧道內的地下實驗室進行有關宇宙射線的研究,以支援大亞灣實驗。逾四十名中大物理系學生,包括多名本科生,均有參與其中。

近年中微子這個名詞逐漸為人所認識,面對這種以接近光速在我們身邊穿梭的「幽靈粒子」,科學家一直在思考一個難題-「它們常常無故消失」。科學家現已知道三類中微子會不斷通過振盪而相互轉換,可是一直還未能確切掌握電子類中微子的轉換模式。今天,大亞灣實驗成功發現新類型的電子類中微子轉換模式,並測量出標示其轉換機率的參數「θ13」,首次為這個疑難提供了精確的答案。

研究人員在大亞灣核電廠內的實驗基地,安裝了六個巨型的探測器於山洞中的不同位置,以探測從核電廠產生出來的電子類中微子。探測器在去年十二月至今年二月間成功探測到上萬次的電子類中微子訊號,並通過比較不同地點的數據,確切觀測到電子類中微子的數量在穿梭的過程中減少了,以物理量sin²(2θ13)表示,這個數值相等於0.092 ± 0.017。大亞灣實驗聯席發言人、中方項目經理兼中國科學院高能物理研究所所長王貽芳博士表示:「實驗結果讓我們對中微子轉換方式有全新理解,而且它的轉換率很大!」他續稱:「我們現在得到的準確結果將有助進一步理解『物質』與『反物質』間的不對稱情況。」

朱明中教授表示:「θ13是自然界的基本常數,我們這次有幸參予量度它的數值,實在是一生難逢的機會。我為所有參與其中的中大物理學生感到自豪!」

大亞灣實驗聯席發言人、美國能源部勞倫斯柏克萊國家實驗室與加州大學柏克萊分校教授陸錦標博士表示:「我們曾經非常擔心,θ13是一個非常接近零的數字,但現在我們知道這個值其實相當大。」

中國科學院副院長兼中國物理學會理事長詹文龍博士表示:「我們一直希望能在實驗中得到有力的結果,但我們沒想過可以這麼快便得到答案!」

未來數月,大亞灣實驗將會繼續收集數據以進一步提高結果的準確度,而有關結果將為新一代中微子實驗的設計奠定重要的基礎。

大亞灣實驗室純水池中的三個反中微子探測器,直徑及高度各五米;香港研究團隊負責設計及建造各探測器中的其中一個子系統。
大亞灣實驗室純水池中的三個反中微子探測器,直徑及高度各五米;香港研究團隊負責設計及建造各探測器中的其中一個子系統。

大亞灣實驗合作組的科研人員來自內地、美國、香港、台灣、俄羅斯及捷克。
大亞灣實驗合作組的科研人員來自內地、美國、香港、台灣、俄羅斯及捷克。

朱明中教授
朱明中教授

大亞灣實驗香港小組部份成員
大亞灣實驗香港小組部份成員

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香港中文大學五十周年
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