日本将建世界最大中微子探测器

资料来源:朝日新闻/盖蒂

据参与该项目的科学家称，日本内阁委员会最近批准了数十亿日元的建设资金，用于建造史上最大的中微子探测器。

据报道，这个超级超级神冈德将拥有260，000吨超纯水，是它已经庞大的兄弟超级神冈德的五倍多。新的中微子探测器将被建造在深港矿旁边的一个巨大洞穴中，物理学家希望它将导致对这些无处不在的粒子的突破性发现。

超大体积的超级神冈德将使它能够探测到各种来源的前所未有数量的中微子。这些来源包括宇宙射线、太阳、超新星和现有粒子加速器人工产生的光束。除了捕捉中微子，它还将监测水中可能存在的原子核中质子的自发衰变。如果被观察到，这将是一个革命性的发现。

尽管日本*尚未发布官方声明，但一些科学家表示，内阁批准了首批35亿日元(3200万美元)作为补充预算的一部分。预算需要议会的批准，日本物理学家表示，这可能会在下个月进行。

东京大学中微子物理学家、该项目的共同负责人MasatoShiozawa说，新探测器预计耗资649亿日元，约合6亿美元。额外的73亿日元将用于升级位于日本东海300公里外的J-PARC加速器，那里将产生中微子束。

根据该计划，日本将为该项目提供总资金的75%，其余资金将由国际合作伙伴承担。伦敦国王学院的物理学家、超级超级神冈德项目的联合负责人弗朗切斯卡迪洛多维科(FrancescaDiLodovico)表示，包括英国和加拿大在内的其他几个国家也将参与该项目，但它们的财政捐助规模尚未最终确定。

超级超级神冈德将由一个71米深、68米宽的鼓形水箱组成。在离现有深港设施8公里的地方，工人们将使用炸药挖出一个大厅，在那里可以放置水箱，以避免振动干扰即将开始工作的深港引力波探测器。几十年前选择深港是因为那里有现成的采矿设施、高质量的岩石和充足的淡水供应。

像超级神冈德一样，超级神冈德内部的水箱将排列一个叫做光电倍增管的光敏探测器。当中微子与水中的原子碰撞时，它们会捕捉到微弱的闪光。超级超级神风将是20世纪20年代开始的三大下一代中微子实验之一。另外两个项目是定于2025年在美国开始的深层地下中微子实验和中国的江门地下中微子实验观测站，预计将于2021年开始收集数据。

东京大学的物理学家TakaakiKajita 12月16日在伦敦的一次会议上说，中微子物理学家对超级神冈德感到兴奋，因为它将研究中微子和反物质反中微子之间的行为差异。Kajita说，这种不对称性可能有助于解释为什么宇宙似乎主要包含物质，而反物质很少。卡吉塔共同发现了中微子振荡，并获得了2015年诺贝尔物理学奖。

但是，东京大学的物理学家、超级神冈仁德的发言人MasayukiNakahata说，除了超级神冈仁德以外，最大的发现将是质子衰变。目前，科学家还没有观察到质子衰变，所以如果它真的发生了，那一定是极其罕见的，这意味着质子的平均寿命非常长，超过了1034年。

当前粒子物理的标准模型不允许质子衰变，但是许多提议取代它并统一自然基本力的理论确实预测了这一现象。因为超级超级神风监测的水量比超级神风大得多，所以它更有可能看到质子衰变。如果它没有检测到这种现象，质子平均寿命的极限将增加10倍。