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二零一三年八月二十二日

大亞灣中微子振盪實驗公布最新成果 追踪消失的幽靈粒子
中大領導港區科研人員參與國際物理研究



繼去年發現一種新類型中微子「振盪」,並獲權威國際學術期刊《科學》選為二零一二年度十大科學突破後,國際大亞灣合作組今天(8 月22日)公布有關中微子(其中一種幽靈粒子)的最新研究成果,為解開宇宙初期組成之謎邁進一步。研究揭示了中微子的「振盪」現象與其能量變化的關係,測量出其中一個「質量差別」(Mass Splitting),並為去年公布的中微子「混合角」提供一個更高準確度的數值。 

大亞灣實驗香港合作組首席研究員、中大物理系朱明中教授解釋:「宇宙之中有極大量的中微子,因此,它的質量對宇宙演化至關重要。這次我們通過中微子振盪的頻率測量出其中一個中微子的質量差,為粒子學及宇宙學踏出重要的一步。」中微子共有三種,它們之間可以相互轉化,稱為中微子振盪。振盪的大小則以中微子「混合角」來表示,振盪頻率與它們之間的「質量差別」相關。 

大亞灣中微子振盪實驗位於香港東北約五十五公里的大亞灣及嶺澳核電站旁,負責實驗的大亞灣合作組包括了來自六個地區和國家超過二百位科研人員,香港中文大學及香港大學負責實驗中的三個子系統。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,自2004年實驗籌劃至今,中大及港大的科研人員一直積極參予,中大物理系朱明中教授為香港實驗組之首席研究員。   

朱教授表示:「近年天文學家在宇宙學觀測取得重大進展,獲得大量精密數據,大大促進了人類對宇宙演化的理解。然而,科學家熟知的各種原子及基本粒子,在宇宙整體質量能量只有微不足道的部份,佔主導地位的反而是一些神秘的、與物質差不多毫無相互作用的幽靈粒子。要明白宇宙如何演化至今天的狀況,科學家就需要瞭解這些幽靈粒子。」 

現時,核電站每秒能產生大量的中微子,研究人員在核電站不同位置量度其中一類(電子類)中微子的數量,觀察在兩公里的距離間不同能量的中微子消失了多少,並由此計算出一個中微子「混合角」,而由於獲得了比去年三月所公布的發現中多三倍的數據,足以同時通過能量上的分析,讓「混合角」的精確度提升一倍,並同時計算出「質量差別」。「混合角」sin213的最新結果是0.090±0.009,而「質量差別」|Δm2ee| 則為(2.59±0.20) x10-3 eV

大亞灣合作組是次準確地測量中微子振盪與其能量的關係,將有助於確立中微子的質量層次結構,並為新一代中微子實驗的設計奠定重要的基礎。 

朱明中教授將於本周六(8月24日)於香港中央圖書館,以「幽靈粒子與宇宙演化」為題,主講中大五十周年校慶博文公開講座。他將介紹與宇宙演化至今關係密切的幽靈粒子,以及中大師生積極參與的大亞灣中微子振盪實驗。歡迎公眾免費入場。講座詳情:http://www.50.cuhk.edu.hk/zh_tw/anniversary/6

大亞灣實驗室純水池中的四個反中微子探測器,直徑及高度各五米,並於二零一二年九月全部就位;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四個反中微子探測器,直徑及高度各五米,並於二零一二年九月全部就位;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。

朱明中教授
朱明中教授