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江门地下中微子实验观测站

坐标22°07′06″N 112°31′07″E / 22.11827°N 112.51867°E / 22.11827; 112.51867[1]

江门地下中微子实验观测站(英語:Jiangmen Underground Neutrino Observatory,简称JUNO)是位于中华人民共和国广东省江门市开平市的一座建设中的中等基线[2][3]反应堆中微子实验站。实验的目的是决定中微子质量层级结构,精确测量龐蒂科夫-牧-中川-坂田矩陣元素[4]。实验以先前众多试验的混合参数结果作为基础[5]。该合作项目于2014年7月成立[6],工程于2015年1月10日动工[7],按计划将于2020年开始采集数据[8]:3。该国际性合作项目由中国科学院提供资金援助。

项目原计划是大亚湾核反应堆中微子实验的后续,建在同一位置,但由于广东当地第三座核电站陆丰核电站的建设,阻断了实验跟邻近核电站所需的固定距离[9]:9,故站点被迁移到距离阳江核电站台山核电站53公里处[9]:4

目录

探测器编辑

主探测器由直径35.4米的透明聚甲基丙烯酸甲酯圆球组成,内含2万吨直链烷基苯英语Linear alkylbenzene液体闪烁体。探测器被约5.3万根光电倍增管(1.7万根半径51厘米的大型管加上其缝隙中的3.6万根7.6厘米小管)支撑的不锈钢桁架包围,浸泡在装有2000根担任μ子否决的额外光电倍增管池中[10]:9。探测器深埋于地下700米,将检测出能量分解出色的中微子[3]。270米高的花岗岩山充当的覆盖层,会减少宇宙μ子的背景[11]

反应堆之间的距离更大(相比离大亚湾不到2公里的反应堆),也使得试验能够更好地分辨出中微子振荡。但是探测到足够数量的反应堆中微子,就需要更大、屏蔽更好的探测器[12]

原理编辑

探测器测量中微子振荡的主要方法是观测未来两座53公里远的核电站的电子 - 反中微子(ν
e
[11]。由于中微子到达探测器的预期速度,可以从发电厂流程中得知,因此缺少某种中微子风味可以指示过渡过程[11]。探测器对超新星中的大气中微子、地中微子和中微子也很敏感,虽然它们不是主要的测量目标[11]

预期敏感度编辑

大亚湾实验站和RENO英语Reactor Experiment for Neutrino Oscillation测量出θ13,断定其具有较大的非零值。大亚湾会测量精度≈4%的值,而RENO会在几年后测量精度≈7%的值。JUNO的设计目标是要将几个中微子参数的不确定性提高到1%以下[13]

参见编辑

参考资料编辑

  1. ^ He, Miao. Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) (PDF). Neutrino Oscillation Workshop. Conca Specchiulla (Otranto, Lecce, Italy). 9 September 2014 [2019-07-30]. (原始内容存档 (PDF)于2015-09-23).  报告第9页展示了设施的地形概览图,其中一片独特的C型湖靠近图的顶部。该湖位于22°07′30″N 112°30′34″E / 22.1250°N 112.5095°E / 22.1250; 112.5095 (靠近JUNO的湖)。将图片缩放和对齐,和观测站的地图做出比较可得出该坐标
  2. ^ Ciuffoli, Emilio; Evslin, Jarah; Zhang, Xinmin. The Neutrino Mass Hierarchy from Nuclear Reactor Experiments. Physical Review D. August 2013, 88 (3): 033017. Bibcode:2013PhRvD..88c3017C. arXiv:1302.0624. doi:10.1103/PhysRevD.88.033017. 
  3. ^ 3.0 3.1 Li, Yu-Feng; Cao, Jun; Wang, Yifang; Zhan, Liang. Unambiguous determination of the neutrino mass hierarchy using reactor neutrinos. Phys. Rev. D. 16 July 2013, 88 (1): 013008. Bibcode:2013PhRvD..88a3008L. arXiv:1303.6733. doi:10.1103/PhysRevD.88.013008. 
  4. ^ JUNO-Eu press release (PDF). Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (新闻稿). Jyväskylä. 2018-10-19 [2019-07-31]. (原始内容存档 (PDF)于2019-07-31). 
  5. ^ Antonelli, Vito; Miramonti, L. Status and potentialities of the JUNO experiment (PDF). XVII International Workshop on Neutrino Telescopes. Proceedings of Science (Venezia, Italy). 2017. doi:10.22323/1.307.0056. The main goal of the experiment, oscillation parameters accurate measurements, supernova and solar neutrinos and geoneutrinos study. :2
  6. ^ JUNO International Collaboration established. Interactions NewsWire. 30 July 2014 [12 January 2015]. (原始内容存档于2016-06-21). 
  7. ^ Groundbreaking at JUNO (新闻稿). Institute of High Energy Physics. 10 January 2015 [12 January 2015]. (原始内容存档于2017-01-19) –通过Interactions NewsWire. 
  8. ^ Wang, Zhimin. JUNO Central Detector and its prototyping. XIV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP 2015). Journal of Physics: Conference Series 718 (Torino, Italy). 2016: 062075. doi:10.1088/1742-6596/718/6/062075. The whole project of JUNO is going on schedule which aims to fill detector and take data at 2020 
  9. ^ 9.0 9.1 Wang, Yifang. JUNO Experiment (PDF). International Meeting for Large Neutrino Infrastructures. Paris. 24 June 2014 [2019-07-30]. (原始内容存档 (PDF)于2015-04-02). 
  10. ^ Xiao, Mengjiao. UNO central detector and calibration strategy (PDF). International Workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN16). Beijing. 3 November 2016 [2019-07-30]. (原始内容存档 (PDF)于2019-07-30). 
  11. ^ 11.0 11.1 11.2 11.3 Introduction to JUNO. JUNO at IHEP. 2013-09-12 [2015-01-12]. (原始内容存档于2014-12-02). 
  12. ^ P. Vogel; L.J. Wen; C. Zhang. Neutrino oscillation studies with reactors. Nature Communications. 2015-04-27, (6) [2019-08-02]. doi:10.1038/ncomms7935. (原始内容存档于2017-05-20). 
  13. ^ Li, Yu-Feng. Overview of the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO). International Journal of Modern Physics: Conference Series. 25 Feb 2014, 31: 1460300. Bibcode:2014IJMPS..3160300L. arXiv:1402.6143. doi:10.1142/S2010194514603007. 

外部链接编辑