“顶级神冈”中微子探测器项目正式启动

据日本高能加速器研究机构（KEK）网站近日报道，日本“顶级神冈”中微子探测器项目获日本国会批准，正式启动，计划于2027年开始收集数据。“顶级神冈”（Hyper-K）项目是由日本主导、英国和加拿大等国参与的国际科研项目，目的是阐明物质的起源及基本粒子的“大统一理论”（Grand Unified Theory），2019年12月获日本内阁批准。

中国科学院高能物理研究所研究员曹俊告诉科技日报记者：“中微子与反中微子行为差异与宇宙物质与反物质不对称直接相关，‘顶级神冈’在这方面灵敏度最高，有助解释为什么现在的宇宙看似由物质主导。”

据曹俊介绍，“顶级神冈”项目包含“顶级神冈”探测器和由日本散裂中子源升级后的加速器设施产生的高强度中微子束流。“顶级神冈”探测器将装备新研制的高灵敏度光电传感器，有效质量是其前身“超级神冈”（Super-K）的8.4倍。1998年，“超级神冈”发现中微子振荡首个确凿证据，领导该研究的梶田隆章因此荣膺2015年诺贝尔物理学奖。

“顶级神冈”项目第一年建设预算为35亿日元（约合2.23亿元人民币），由日本国会批准的2019财年补充预算拨付。

英国《自然》杂志此前报道，“顶级神冈”拟建于日本岐阜县飞弹市地下，将能探测宇宙射线、太阳、超新星和粒子加速器等各种来源产生的海量中微子。主体设施直径68米、深约71米、储水26万吨，是“超级神冈”的5倍多，水池壁上约4万个光电倍增管，可捕捉中微子与水反应发出的微光。

与“顶级神冈”项目并列的，还有中国的“江门中微子实验”（JUNO）、美国的“深层地下中微子实验”（DUNE），是本世纪20年代即将运行的三大主要中微子实验，分别计划于2022年、2026年开始收集数据。

曹俊指出：“除精确研究正反中微子行为差异外，‘顶级神冈’在超新星中微子和质子衰变研究上也将表现最好，对中微子质量顺序、太阳中微子等研究也能发挥重要作用。而JUNO将最早投入运行，有望率先测量质量顺序，在精确测量振荡参数上有不可替代的优势，对超新星中微子、质子衰变、其它天体中微子研究也有独特之处；DUNE则主要研究中微子质量顺序和正反中微子的行为差异。三大实验各展所长，将进一步揭示中微子的奥秘。”

稿源：科技日报  图片来自于  Kamiokande neutrino detector