日本拟建全球最大中微子探测器

《科学日报》北京12月18日电(记者刘霞)据英国《自然》杂志网站报道，日本内阁近日批准了“*神岗”中微子探测器的建设计划，并同意拨款3200万美元作为首批建设费用。科学家们希望这一“巨大”的探测将带来革命性的发现，加深对中微子和反中微子之间差异的理解，并探测质子衰变等。

“*新冈”是日本现有“超级新冈”探测器的“继承者”。1998年，“超级人马座”提供了中微子振荡的第一个确凿证据，并把领导者梶田隆章推上了2015年诺贝尔物理学奖的领奖台。“*神岗”将成为迄今为止最大的中微子探测器。

“顶神岗”将建在导弹城岐阜县的地下，可以探测来自宇宙射线、太阳、超新星和粒子加速器等各种来源的大量中微子。主体设施直径68米，深度71米，储存能力26万吨，是“超级深港”的五倍多。水池壁上有大约40，000个光电倍增管，可以捕捉中微子与水反应发出的光。

梶田隆章16日表示，中微子物理学家期待着“*神冈田”的到来，因为它可以研究中微子和反中微子之间的行为差异，这有助于解释为什么宇宙似乎被物质所主宰。“超级神岗”已经看到了一些“线索”，但美国的“*神岗”和“深层地下中微子实验”(DUNE，使用液态氩)应该能够利用不同的技术实现高精度测量，从而相互支持。沙丘将于2025年推出。除了这两个“巨人”之外，位于中国广东的江门地下中微子实验(JUNO)也是20世纪20年代发射的三个主要中微子实验之一。它将在2021年开始收集数据。

东京大学物理学家、“超级神冈”的发言人清水正树说，“超级神冈”仍有望发现质子衰变。质子衰变从未被观察到，所以它极其罕见，这意味着质子的平均寿命超过10到34次方。

在粒子物理的标准模型中，质子不能衰变，但是许多试图取代标准模型的理论预测质子衰变。由于“顶神岗”号探测中微子所用的水量比“前身”号高得多，因此更有可能观察到质子衰变。如果没有，这意味着质子的平均寿命将增加十倍。

据报道，“*信冈”的总成本约为6亿美元。日本将提供大约75%，其余的将由英国、加拿大等支付。日本物理学家表示，日本议会可能会在下个月正式批准该项目。