实测数据更具说服力欢迎理性讨论( 三 )
“捕获”微光
仅仅把探测器造很大 , 还不够 。 中微子引发的闪烁非常微弱 , 肉眼无法看到 。 科研人员还要调配出极其透明的液闪 , 并在玻璃球外安装数万个光电倍增管 , 才能让微光“显形” 。
液闪主体为烷基苯 , 是洗衣粉的原材料 。 “我们在南京找到了符合条件的厂家 , 生产出特制的液体 , 直接导入罐装车 , 运往南方的实验室 。 ”曹俊说 。
在注入玻璃球前 , 为了清除运输过程带来的污染 , 科研人员还要把液体又“洗”又“蒸”:用三氧化二铝过滤 , 吸附杂质;蒸馏 , 去除光学干扰和天然放射性;往液体里加两种发光物质 , 再用超纯水洗一遍;最后 , 进行蒸汽剥离和水萃取 。
“这可以说是世界上最透明的液体 , 多么微弱的光都可以透过 。 ”曹俊说 。
穿过液闪的光子 , 随即会被密布在球外的2万个20英寸光电倍增管和2万5千个3英寸光电倍增管“捕获” 。 这些光电倍增管就像一只只凸起的眼睛 , 可以看到任何信号微澜 。
科研人员正在测试光电倍增管性能 。 (中科院高能所供图)
20英寸光电倍增管制造难度很大 , 其中15000个由国内研发生产 。 “最初 , JUNO打算全部从国外采购 , 但当时只有日本一家公司生产 , 光这一项就要花费整个项目40%的经费 , 而且信号收集效率也达不到要求 。 于是 , 我们决定自主研发 。 ”JUNO光电器件性能标定实验室的朱瑶回忆说 。
从2009年成立至今 , 朱瑶所在的实验室奋斗了10年 , 钻研出一套和国外产品完全不同的技术方案 。
“光子进入光电倍增管 , 会被转化成电子 , 经过微通道板多次倍增后 , 一个电子可以变成一千万个电子 , 信号就被放大了 。 我们研发的微通道板 , 是将一根根直径约6微米、细如发丝的玻璃管挤压在一起 , 然后切片 , 不仅倍增效果好 , 收集效率高 , 还使生产成本降低了一半 。 ”朱瑶说 。
未来 , 这些被放大的光电信号或许可以帮助科学家解开一个重要的谜题——中微子的质量顺序 , 即三种中微子哪个最重 。
实测数据更具说服力欢迎理性讨论。“中微子的质量顺序是自然界的基本参数之一 , 影响宇宙的演化进程 。 知道了质量顺序 , 可以为其他研究铺路 。 ”曹俊说 , “理论家一直试图建立统辖宇宙万物的大统一理论 , 质量顺序是检验这些理论是否正确的钥匙 。 ”
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