美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月8日宣稱，實(shí)驗(yàn)室主加速器產(chǎn)生了功率為521千瓦、用于中微子實(shí)驗(yàn)的高能粒子束，打破了此前歐核中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)所產(chǎn)生的400千瓦的紀(jì)錄。
費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室主加速器
費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室主加速器
費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室主加速器項(xiàng)目負(fù)責(zé)人艾維彼·克爾賓斯說(shuō)：“我們擁有世界上功率最高的、用于中微子實(shí)驗(yàn)的粒子束，我們將從這里崛起。”在當(dāng)天其官網(wǎng)上發(fā)布的一篇新聞稿中，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室稱，他們下一步的目標(biāo)是產(chǎn)生功率為700千瓦的粒子束。未來(lái)10年，在經(jīng)過(guò)一系列的升級(jí)和改造后，加速器產(chǎn)生的粒子束的功率最終會(huì)超過(guò)1000千瓦。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程是這樣的：先加速粒子束（通常是質(zhì)子束），再讓它們進(jìn)行撞擊來(lái)產(chǎn)生中微子。然后，科學(xué)家使用粒子探測(cè)器來(lái)“捕獲”盡可能多的中微子并記錄它們之間的相互作用。
中微子很少與物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，一萬(wàn)億個(gè)中微子中才有一個(gè)會(huì)與粒子束中的質(zhì)子發(fā)生相互作用。因此，對(duì)基于粒子加速器的中微子實(shí)驗(yàn)而言，粒子束功率的大小是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：粒子束中的粒子越多，研究人員看到中微子的可能性就越大。大功率的粒子束將能為科學(xué)家提供豐富穩(wěn)定的中微子源。
2011年以來(lái)，為了進(jìn)行中微子和μ介子的研究，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了數(shù)次重大的升級(jí)和改造。目前有4個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)室：分別是MicroBooNE、MINERvA、MINOS+和最大的NOvA。NOvA是目前世界上最長(zhǎng)的中微子探測(cè)器?？茖W(xué)家們的目標(biāo)是解決各種關(guān)于中微子的基本問(wèn)題，如中微子的質(zhì)量、特性及其在宇宙演化中所扮演的角色。
深地中微子實(shí)驗(yàn)室（DUNE）共同發(fā)言人、劍橋大學(xué)的馬克·湯姆森說(shuō)：“對(duì)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，達(dá)到這樣的里程碑是一個(gè)夢(mèng)幻般的成就，在我們的研究領(lǐng)域，粒子束功率代表著一切。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室這一成就為從事中微子研究的科學(xué)家們帶來(lái)了巨大的信心。”
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