中微子天文学的重要研究课题有

第一次了解到中微子这个物理名词，是在读刘慈欣的《三体2：黑暗森林》看到的，原来以为很科幻的东西，原来已经在研究的道路上了。2020年12月12日，我国第一代中微子实验装置——大亚湾反应堆中微子实验装置圆满完成了她的科学使命，随着停止运行按钮的按下，正式宣告退役。大亚湾反应堆中微子实验装置大亚湾反应堆中微子实验装置主体是沉浸于碧蓝色高纯水中4个中微子探测器，现场工作人员有条不紊地进行拆卸。大亚湾反应堆中微子实验装置由中科院高能物理研究所主持，利用核电站产生的中微子进行研究，是中美两国在基础研究方面最大的国际合作项目。什么是中微子？中微子是宇宙中最古老、数量最多的粒子，它们无处不在。然而，由于中微子基本不与其他物质发生作用，想要探测中微子远没有想象中容易。目前使用最广的方法是在地下深处建造水槽式探测器，捕捉中微子穿过超纯水时激发的光线，转换成为电信号而被记录下来。研究中微子对物理学的发展和天文学甚至揭示宇宙的起源都有重要意义。大亚湾反应堆中微子实验装置大亚湾反应堆中微子实验装置于2012年发现了一种新的中微子振荡，在国际高能物理界引发了强烈反响，成果入选美国《科学杂志》2012年度十大科学突破，获得了2016年度“基础物理学突破奖”和2016年度国家自然科学一等奖。大亚湾反应堆中微子实验装置使我们对物质世界的基本规律有了新的认识，为未来中微子研究指明了方向，为中美日下一代中微子实验装置的建设奠定了基础。我国第二代中微子实验装置“江门中微子实验”（JUNO）正在紧张建设中，预计将于2022年建成。江门中微子实验的主要科学目标是测量中微子的质量顺序，同时也有望在中微子振荡参数的精确测量、天体中微子、地球中微子、新物理寻找方面取得科学成果。中微子江门中微子实验（JUNO）将成为世界上最强大的中微子实验之一，与日本的“顶级神冈”探测器（Hyper-K）和美国的"沙丘实验"(DUNE)齐名。世界三大中微子神器说到在中微子探测方面，就不得不提世界著名的“超级神冈中微子探测器”和其下一代“顶级神冈中微子探测器”。超级神冈探测器（Super-Kamiokande，缩写Super-K）位于日本一个深达千米的废弃矿坑中，其目标是探测质子衰变以及寻找中微子，并观测超新星爆发。内部存储了5万吨纯水，总工程耗资6亿美元。1983年建成，目前还在服役。超级神冈探测器目前已经产生了2个诺贝尔物理学奖等级的成果：因成功观测超新星爆发产生的中微子，2002年小柴昌俊荣获诺贝尔物理学奖；因证明中微子具有质量，2015年梶田隆章获得诺贝尔物理学奖。超级神冈探测器尽管超级神冈还在运行，日本也于2019年提出建设新一代中微子探测器的计划了。日本下一代中微子探测器为顶级神冈探测器（Hyper-Kamiokande，缩写Hyper-K），计划于2025年后投入使用，探索宇宙起源和物质诞生等谜团。日本科学界期待这一探测器能再次带来诺贝尔奖级的成果。新的“顶级神冈探测器”将高达60米、直径74米，内部可容纳26万吨纯水，远超“超级神冈探测器”的5万吨。预计建造总额高达60亿美元。“沙丘”实验（DUNE），全称：深层地下中微子实验，由费米实验室主持建设运行。DUNE将研究中微子的性质并寻找新物理学，同时等待超新星中微子的到来。深层地下中微子实验安装有全世界最强的中微子源与两个中微子探头，两个探头之间相距1300公里，探头能够探测到粒子之间的相互作用。深层地下中微子实验基础科学研究是其他学科发展的前提，基础研究决定未来科技能够走多远，所以中国在基础科学研究方面不断加大投入，不断提升国际竞争力。随着江门中微子实验装置建设并启用，中国有信心在新的竞争中保持国际领先地位。

专家们成功地将一个幽灵亚原子粒子追溯到40多亿光年之外的起源，这标志着天文学进入了一个新时代。“幽灵粒子”来自另一个星系，以激发天文学上的突破。后探测中微子——也被称为“幽灵粒子”,因为它是出了名的难以观察,去年9月22日在南极冰立方天文台,科学家们已经成功地追溯到一个遥远的星系的巨大的,旋转的黑洞——称为“耀变体”。黑洞的问题是发出的光和辐射射向地球的方向。通过追踪中微子(中微子的传播速度几乎与光速相当)，专家们相信，这一发现将为理解宇宙提供一种全新的方式。直到现在，科学家们还不确定一个世纪前首次发现的高能粒子是如何穿越宇宙和它们的源头的，但是通过追踪中微子，研究人员说，亚原子粒子可以充当“信使”，在宇宙中携带能量。莱斯特大学的研究人员在一份声明中写道:“自从100多年前首次发现宇宙射线以来，高能粒子——不断从太空向地球落下的高能粒子——已经成为一个永恒的谜团:是什么创造和发射这些粒子跨越如此遥远的距离?”他们从哪里来?他们在《科学》杂志上发表的一篇研究论文中说"火焰可能是长期寻求的"高能宇宙射线"的来源，因此，它对"冰立方"观测到的宇宙中微子的数量有很大的影响"“冰立方”合作项目的创始成员、物理学、天文学和天体物理学教授道格考恩(Doug Cowen)表示:“这一发现开启了高能中微子天文学的新领域，我们预计，这将在我们对宇宙和基础物理学的理解上带来令人兴奋的突破，包括这些超高能粒子是如何以及在哪里产生的。”“20年来，我们的一个共同梦想就是找到高能宇宙中微子的来源，看起来我们终于做到了!”本文来自互联网，仅代表他人看法，未经证实之前以官方信息为准！！！

在这幅艺术构图中，基于南极冰立方实验室的真实图像，一个遥远的源发出中微子，这些中微子被冰立方的传感器(DOMs)探测到。自上世纪50年代物理学家首次提出用中微子进行天文学研究的想法以来，“圣杯”一直是观测太阳系外第一个发出这些幽灵粒子的物体。其中一些是1987年从附近的超新星中收集的，但这是一个罕见的事件，而且进行探测的仪器几乎不是望远镜；除了从上到下或从左到右，他们什么也看不清。冰立方望远镜是一种奇特的望远镜，由南极深处的冰川冰构成，它探测到了来自遥远的发光星系的中微子。中微子几乎没有质量，几乎以光速在太空中飞行。它的昵称是“幽灵粒子”，这表明它很少与任何形式的物质相互作用，因此非常难以探测。就像光子一样，中微子不带电荷，所以它不会被电磁场转移：它到达的方向将直接指向它的源。然而，与光子不同的是，它可以穿过行星、恒星、星系、星际尘埃的面纱，就像子弹穿过雾一样容易，因此它可以为我们带来来自于光不透明区域、宇宙边缘以及最早期的新闻。这一最新发现是继近乎奇迹的超新星之后科学家们第二次发现中微子和来自同一银河系外物体的光。它也提供了一个长期存在的谜团的线索，即被称为宇宙射线的带电粒子如何从太空中不断轰击我们的星球，并加速到迄今为止所观察到的最高能量。“这是令人难以置信的兴奋，也是我们一直希望从中微子探测器中得到的，”来自英国利兹大学的宇宙线物理学家艾伦·沃森说。美国宇航局的费米望远镜(左上)完成了一项新的研究，首次在遥远的星系中发现了一个巨大的黑洞，这是冰立方中微子观测站(传感器串，底部)观测到的高能中微子的来源。冰中观测站冰立方能把一些中微子的方向分辨到四分之一度以上。它由大约两公里深的10亿吨钻石般透明的南极冰组成，由5000多个光探测器监控。2013年，它首次探测到来自大气层之外的高能中微子。但这一突破并不完全令人满意，因为这些中微子均匀地降落在天空中：没有迹象表明可能发射中微子的具体物体——没有“点源”。去年9月，冰立方探测到一个中微子，它携带的能量是任何粒子能量的20倍，而这些粒子可能是由最强大的人造加速器产生的。这意味着它可能来自外太空。仪器发出自动警报。冰立方发出的警告引起了天文学家的极大兴趣，因为中微子代表着多体天文学这个新生领域的第三支箭。长期以来，天体物理学家一直梦想着利用光之外的信使来揭示宇宙中许多深不可测的奇迹的内部运作。就在一个月前，当三个引力波天文台探测到两颗中子星的合并时，这个梦想实现了。光学望远镜将这一合并与伽马暴联系在一起：一种最具能量的光的短暂闪光。然而，没有发现中微子。德克萨斯州的一件“夹克”在天文动物园中耀类星体是最暴力的生物，巨型椭圆星系与快速旋转，超大质量黑洞的核心，吞噬附近的恒星和其他物质的连续宇宙地震和发送光和其他粒子的南北两极。与其他拥有所谓活动核的星系不同的是，其中一个喷流指向地球的方向，使得这些天体非常明亮。火焰偶尔会爆发，在数分钟到数年的时间里，亮度增加10倍或更多。长期以来，人们一直怀疑它们不仅会释放高能中微子，还会释放出神秘的超高能量宇宙射线，因为它们具有灾难性的性质，并且会释放出非常高能的伽马射线。田中还在费米伽马射线太空望远镜上工作，该望远镜每三个小时拍摄一次整个伽马射线天空的图像，已经持续了大约10年。在搜索其目录时，他发现TXS自去年4月以来一直在燃烧。他发出了第二个警告，鼓励在整个光谱范围内“观察这个光源”。TXS直到那一刻才在4000多个已知的火焰中脱颖而出，人们对它所知甚少——即使它离我们有多远。在田中发出警告后的兴奋中，天文学界弥补了失去的时间。一组科学家确定TXS距离地球约45亿光年。这使得它成为宇宙中最明亮的物体之一。田中发出警报6天后，位于加那利岛拉帕尔马的主要大气伽马成象切伦科夫望远镜的操作人员宣布，观测到了来自TXS的高能伽马射线。由于MAGIC比费米具有更高的能量和更精细的角度分辨率，这一发现加强了与中微子的联系——但还不够。在最近发表的第一篇论文中，IceCube和紧随其后的15篇合作论文得出结论，单个中微子和闪耀的运动夹克在方向和时间上的重合率大约是千分之一，这只是一个巧合。在这个行业，你需要三百万分之一的机会来申请发现。但是冰立方的首席研究员，威斯康辛-麦迪逊大学的物理学家Francis Halzen指出，关于这个问题的科学不仅仅是统计数据。他引用了伟大的实验学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的话：“如果你的实验需要一位统计学家，你就需要一个更好的实验，”他补充道，“我们做到了。”回顾过去由斯德哥尔摩大学天体物理学家查德·芬利领导的冰立方点源小组通过实验的历史数据，发现冰立方在2014年10月开始的四个月时间里，探测到的一场壮观的“中微子耀斑”，总共约有13个粒子。然而令人困惑的是，费米并没有在伽马射线中观测到相应的耀斑。另一位冰立方专家、慕尼黑工业大学的天体物理学家伊利莎·雷斯科尼召集了一个小团队进行更深入的调查。综合所有TXS的观测结果，他们发现它实际上在2014年爆发于伽马射线中，不过是以一种微妙的方式。虽然它并没有释放出更多的伽马射线能量，但它的光谱恰好在它在中微子中爆发时向高能伽马射线转移。在两次耀斑中，光学光谱和中微子光谱的形状以互补的方式发生了变化。沃森说：“这一切都是可信的，我相信整个故事，但我花了三篇论文才说服自己。这是第一个令人信服的直接证据，证明了强子元件(由夸克构成的粒子)在任何源中的加速度。”基本粒子物理学认为，这些中微子只能由强子产生，而强子主要是质子，它们出现在布拉扎尔喷射中，并在喷射过程中与包括光子在内的其他粒子发生碰撞。因为轰击地球的宇宙射线主要由质子和较重的原子核组成，所以现在已经证明布拉扎尔星能够产生高能中微子这一简单的事实，为寻找超高能量宇宙射线的可能来源提供了第一个坚实的线索。很难确定宇宙射线来源的原因是它们携带电荷，所以它们的轨道被星际磁场弯曲，它们的到达方向不指向它们的起源。因为冰立方探测到的中微子一定是直线运动的，而且一定是由强子产生的，所以它们表明高能强子一定是从同一个布拉泽尔源发出的。布莱泽斯中微子发射的各种模型都是在理论上独立开发的，现在它们第一次接触到真实的数据，没有一个模型能够解释所看到的确切细节。以色列魏茨曼科学研究所的理论家伊莱·韦克斯曼认为，这些模型“将需要彻底的修改”。这一发现也为中微子天文学这一新兴领域注入了一剂强心针。韦克斯曼和沃森现在都渴望下一代仪器。冰立方合作提出了一项升级计划，将灵敏度提高一个数量级，并计划在地中海和西伯利亚贝加尔湖部署类似的仪器。与此同时，这台非凡的望远镜继续从它那冰冷的深处观察着中微子的天空。冰立方几乎肯定会带来更多惊喜。

中微子，又译作微中子，是轻子的一种，是组成自然界的、最基本的粒子之一，常用符号希腊字母v表示。中微子个头小、不带电，可自由穿过地球，它们只参与弱相互作用，这使得它们看起来没有质量，但事实并非如此。中微子具有质量，但由于它们与物质的相互作用极小，所以，很难加以计算。如果解决了这个问题，那么我们就可以对整个宇宙的质量进行更详细的研究，这将大大有助于宇宙学的计算。计算中微子的质量是一项艰巨的任务。即使以基本粒子的标准来看，它也是微不足道的，它能让你将穿透力提高到巨大的、几乎无限的值。想象一下，一个几百光年厚的铅层——对中微子来说，它就像空气一样。因此，毫不奇怪，它们每秒都在你的身体里自由穿梭，并且不会留下任何后果。第一个提出中微子存在的人是理论物理学家沃尔夫冈·泡利，他是上世纪三十年代初基本粒子自旋的发现者。他发现，在中子的β衰变过程中，如果没有其他粒子，那么就无法实现能量守恒定律。随后，它被称为“小中子”。直到1956年，在实验过程中，科学家们才证明了这个粒子的存在。太阳中微子这些难以捉摸的粒子从何而来呢？你知道这是什么？是的，是一颗恒星，还有一个巨大的热核反应堆，进而产生了无数个中微子。其中，具体有多少，这是未知的，因为地球没有全部接受来自太阳所产生的中微子。这是为什么呢？科学家们认为，在到达地球的路上，一些中微子会简单地转化成其他类型的中微子。这个假设已经被SNO（萨德伯里中微子天文台）间接地证明了。天文台的研究人员已经发现了太阳发出的所有类型的中微子，并发现电子中微子仅占其中的三分之一。这就证实了中微子的转变。中微子的速度没有光速快在研究过程中，有人提出，中微子的运动速度快于光速。著名的欧洲核子研究组织（CERN）进行了实验，研究人员旋转了对撞机（一种大型强子），发现这些粒子的速度比光速快了千分之一个百分点。科学家们兴奋地将他们的发现告诉了所有人，但这是一个错误。在对撞机上进行研究时，字面意思是“一根电缆脱落”，这影响了结果。在发现故障后，经过反复的研究表明，中微子的速度明显较低。因此，并没有光速快。中微子的应用核反应过程的诊断。也许中微子最明显的应用就是在核反应堆中。这一领域正在积极发展，并基于这些粒子正在创建各种传感器，从而能够实时监测核电站反应堆的功率，并了解其燃料的复合成分。中微子天文学。在这里，这些粒子并没有真正被使用，而是被简单地研究。在这个科学领域研究中，它的中微子不是来自太阳，而是来自其他更遥远的恒星。通过这些研究，你可以发现甚至非常遥远天体的属性。因为任何恒星，其本质上都有一个热核反应堆，它们都会发射出大量的中微子。在研究过程中，科学家发现，随着恒星年龄的增长，它形成的粒子的数量在逐渐减少。在“临终时刻”，恒星会失去高达90%的中微子，这就是为什么中微子开始冷却的原因。地质学。中微子不仅能在恒星中形成，而且在某些化学元素的放射性衰变过程中也会形成，甚至在地球上也是如此。这就使得我们能够更详细地研究地球的地质组成情况，并在未来，将有助于确定最活跃的放射性热释放的地点。通讯方式。在这一领域，中微子还没有被真正使用，因为这些技术只停留在理论上。你已经知道中微子的穿透力有多大了，所以这就极大地促进数据在任何地方的传输，到地球的任何地方，甚至到达地表深处，而且信号的传播速度也是很快的。

前言中微子是宇宙中最常见的粒子之一。同时，检测到它们是非常困难的，此外，中微子是如此难以捉摸，以至于让全世界的物理学家都痴迷于它们。正文中微子是亚原子粒子，与电子非常相似，但没有电荷。根据科学家的说法，它们的质量是如此之小，甚至可以接近零；而且，它们几乎不与物质相互作用，所以，很难发现它们。所有这些都可能使我们产生这样的想法：为什么科学家如此热衷于寻求中微子呢？简言之，这是因为它们包含了引起它们的现象和过程的信息。寻求中微子的原因劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家纳撒尼尔·鲍登说：“研究中微子很有可能让我们知道，宇宙是如何被创造出来的和如何防止衰减的”。专家们将这些粒子的研究与考古学家的工作进行了比较，用来恢复史前文物，从而了解当时的生活状况。同时，如果更好地理解中微子，就可以揭示天文学和物理学其他方面的秘密，即：从暗物质到宇宙的扩张。实验过程因此，科学家们确信，研究中微子是值得的，他们愿意投资大规模项目。例如，橡树岭国家实验室的COHERENT实验是由五个粒子探测器组成的，目的是直接观察中微子和原子核之间的高度特异性相互作用；而且加上PROSPECT这个实验，可以得到更精确的中微子测量结果。尽管这些项目是世界上最小的中微子探测器，但它们已经有了几个重要的发现。2017年，科学家发表了一项关于两种中微子相互作用的研究报告，然而，在几十年前，这两种中微子只是作为一种假说而被提出，之前从未被观察到。除此之外，还有其他大型的实验，例如南极实验室，使用巨大的机器和结构来捕捉这些神秘粒子的痕迹。虽然我们不知道这些实验要花费多少钱，但是，你可能会认为，花在这些实验上的钱可以用于与人们生活直接相关的事情，比如，开发药物或者应对气候变化。总结但是，理解中微子是了解宇宙的关键。中微子可以帮助我们识别宇宙中尚未检测到或理解的其他力量；如果我们能够搞清楚中微子是什么，那也许我们可以回答一些最重要的物理问题，而这些问题正是我们生存的基础。

位于南极的冰立方中微子观测站即将进行重大升级，这个巨大的探测器由5160个传感器组成，这些传感器嵌在南极下1x1x1km厚的冰川中。这个巨大装置的目的是探测中微子，宇宙中的“幽灵粒子”。冰立方的升级将在最深、最纯净的冰中增加700多个新增强光学传感器，极大地提高天文台测量地球大气中产生低能中微子的能力。哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所的中微子研究由副教授杰森·科斯基宁领导。这种升级对于一个新研究领域发展是必要的，目前冰立方探测器在天体物理学和粒子物理学方面提供了领先的成果，特别是哥本哈根研究人员对中微子振荡的测量，但只能让我们走这么远。当中微子振荡时，它们改变了“味”——实际上也改变了性质。通过真正的国际努力，这个新探测器将是我们理解中微子基本性质能力上的一个巨大飞跃，这是世界上其他项目目前无法做到的。中微子振荡——创造了一个新的中微子视觉。第一次冰立方升级的主要目标是对被称为“中微子振荡”的奇怪现象进行精确研究，在这种现象中，作为一种类型产生的中微子可能在传播过程中向另一种类型“振荡”。升级后的探测器灵敏度将使NBI和世界各地的科学家能够测试中微子是否只在三种已知类型之间振荡，或者是否有新的、尚未发现的中微子类型参与其中。这些新的中微子类型是由主要理论预测，这些理论试图解释中微子所具有难以想象的小质量。此外，升级将包括一套先进的校准设备，旨在更好地表征冰川冰的性质。这将使科学家更精确地定位冰立方发现的高能天体物理中微子遥远而猛烈的来源。这次升级不仅将在基本中微子物理学和天体物理学方面带来巨大的进步，而且将为未来整个天文台的规模，扩大到原来的10倍铺平道路，开启中微子天文学新纪元。博科园｜研究/来自：哥本哈根大学博科园｜科学、科技、科研、科普

江门中微子实验探测器示意图。供图江门中微子国际合作实验项目预计2021年建成 有望首次测定中微子质量顺序中新网上海1月14日电 (记者 许婧)江门中微子实验项目发言人、中科院高能物理研究所所长王贻芳14日在上海透露，作为目前中国主导的大型国际科学合作项目，江门中微子实验预计2021年全面完成建设，运行周期达20年以上，合作组将使液体闪烁体这一核心技术推进至前所未有的成熟度。“实验运行后，不仅能对理解微观的粒子物理规律做出重大贡献，也将对宇宙学、天体物理乃至地球物理做出重大贡献，其项目经验对未来中国发起国际大科学计划和工程有重要参考价值。”王贻芳说。中微子是一种不带电、质量极其微小的基本粒子，占构成物质世界的已知的12种基本粒子的四分之一；中微子无处不在，在微观粒子物理和宏观宇宙起源及演化中扮演着极为重要的角色。由于中微子仅参与非常微弱的弱相互作用，除非通过超大体积和超级灵敏的粒子探测器，否则难以被察觉到。2018年，位于南极的“冰立方”中微子实验(icecube)就首次发现来自于猎户座40亿光年以外的“耀变体”中微子，证明了其中心有超级黑洞的活动星系核，确实可以加速宇宙射线到几万万亿电子伏特，比目前人类最强大的加速器高几千倍。这一发现，被《科学》杂志遴选为2018年国际最重大科学突破之一。中国在中微子探索领域处于全球第一方阵。中国科学家主导的大亚湾中微子实验于2012年发现第三种全新的中微子振荡模式，完善了对三类中微子相互转变的理解，也因此获得2015国际基础科学突破奖(breakthroughprize)，以及2016年国家自然科学一等奖。中科院高能物理研究所牵头的江门中微子实验(Jiangmen Underground Neutrino Observatory，JUNO)位于广东江门市开平附近埋深700米的地下实验室内。该实验的核心是一个直径35米、重2万吨，具有超高纯净度和国际最好能量精度的液体闪烁体中微子探测器。通过测量来自广东阳江和台山核电站的中微子，实验可以来测定中微子质量顺序、精确测量中微子振荡，同时开展对超新星中微子、大气中微子、太阳中微子、地球中微子、惰性中微子、核子衰变、暗物质间接探测等前沿方向的研究。该项目目前由来自17个不同的国家和地区、77个高校与科研院所、600多位科研人员组成。项目副发言人之一、意大利国家核科学研究所资深研究员吉尔切诺·拉努奇表示，在世界几个最大规模的中微子实验项目中，江门中微子实验有望首次测定中微子质量顺序，对三类中微子振荡参数的完备性测量也将达到前所未有的1%精度。在基础研究基础上，带动国内新型建筑、化工工业、特种材料、特种分析测试仪器、光敏探测、微电子等相关高科技企业的核心技术创新。记者从上海交大方面了解到，目前，中微子物理将是李政道研究所发展的重要方向之一，上海交大也成立了粒子物理与宇宙学研究所，开展中微子、暗物质和宇宙的起源和演化等多方面的研究。除了刘江来教授作为江门中微子实验合作组执行委员会成员之一，承担了研制中心探测器刻度系统的课题，上海交大还引进了长期致力于寻找高能天体“陶中微子”和高能中微子舜变源的南极“冰立方”合作组成员徐东莲。在加入江门中微子实验合作组后，徐东莲计划开展中微子天文学方面研究，进一步拓宽这项实验的科学潜力。刘江来和徐东莲也是第13届江门中微子实验国际合作大会共同主席。此外，上海交大主导的锦屏地下实验室的PandaX实验目前是国际上最灵敏度的暗物质实验之一，韩柯副教授团队正利用该实验开展寻找中微子是否是自己反粒子的判据。在理论方向上，何小刚、何红建和钱永忠教授长期活跃在中微子、宇宙学和核天体理论前沿，既为实验提供指导意见，也通过实验数据检验、限制理论。当天，李政道研究所承办的第十三届江门中微子实验国际合作大会在上海交通大学举行，全球中微子科学家云集，他们将对实验中各子系统的准备情况和接口设计开展严格的内部评审，逐一评估是否可以满足实验的科学需求，并确定未来各国研究单位的任务和时间表。据悉，大会之后，江门中微子实验首届国际科学咨询委员会会议将于1月19至20日在上海召开，届时来自日本东京大学、美国杜克大学、意大利SISSA研究所、德国慕尼黑工大、俄罗斯杜布纳联合核子研究所等世界顶尖学者们将听取各个课题负责人的报告，对实验项目的科学和实验方面提出咨询意见。(完)

图说：江门中微子实验站地理位置示意图 采访对象供图新民晚报讯（记者 易蓉）星星是如何“死亡”的？高能宇宙射线从哪来？这些问题的解答需要人类利用一种能够“刺”入宏观和微观世界的“研究探针”，而无所不在的中微子就是最好的选择。因此，对这种看不见摸不着“幽灵粒子”的研究是世界科学界的共同焦点，亦是前沿研究的激烈竞争领域。在这场充满合作与竞争的科学征程中，中国江门中微子实验备受关注和期待。今日，江门中微子实验第十三届国际合作大会在上海交通大学李政道图书馆举行，记者在会上获悉，江门中微子实验经过五年筹备和基建工作，正进入探测器安装、整合的关键阶段，来自17个不同的国家和地区、77个高校与科研院所、600多位科研人员组成的国际团队紧密协作，保持该项目在国际竞争中位于领先水平。据了解，我国科学家主导的大亚湾中微子实验于2012年发现第三种全新的中微子振荡模式，完善对三类中微子相互转变的理解，因此获得2015国际基础科学“突破”奖（Breakthrough Prize）和2016年国家自然科学一等奖。但中微子身上还存在着许多未解之谜。比如，三种中微子的质量谁最重、谁最轻（质量顺序）？中微子到底有多轻？它们是不是自己的反粒子？这些问题都是国际科学界密切关注的研究前沿，美国、日本等研究团队也正通过不同科学路径探究同一科学目标。在发现第三种中微子振荡模式后，中国启动了中微子后续研究——在距阳江和台山反应堆群分别约53公里的广东江门启动“江门中微子实验”。一场起步于领先起跑线的“加速跑”启程了。2013年项目申请到国家战略性先导科技A类专项的支持，也是侧重前瞻战略科技的A类项目中唯一的以单一实验项目为内容的专项。有人说这比常规经费支持申请渠道快了至少四、五年。图说：江门中微子实验站地理位置示意图 采访对象供图这项研究是一个庞大的长期工程。江门中微子实验合作组于2014年由高能所发起成立，吸引了来自17个不同的国家和地区、77个高校与科研院所、600多位科研人员。一方面，江门实验室的基础设施开始了紧锣密鼓的筹建，而另一方面，庞大的国际团队也分组在各自的实验室里开展研究。经过5年的筹建，江门实验室即将完成基建工作，探测器安装和整合的关键阶段正在进行。江门中微子实验项目发言人、2015年基础科学突破奖得主、中科院高能所所长王贻芳院士表示，实验运行后，能够回答一系列重大科学问题，如中微子的质量顺序，超新星爆发机制等，不仅能对理解微观的粒子物理规律做出重大贡献，也将对宇宙学、天体物理、乃至地球物理做出重大贡献。项目副发言人之一、来自于意大利国家核科学研究所的资深研究员吉尔切诺·拉努奇（Gioacchino Ranucci）表示，在世界几个最大规模的中微子实验项目中（JUNO、美国的DUNE、日本的HyperK等），江门中微子实验将有望首次测定中微子质量顺序，并且对三类中微子振荡参数的完备性测量到前所未有的精度（1%）。合作组将液体闪烁体这个核心技术推进到前所未有的成熟度，未来10年将在基本粒子和天体物理领域取得一系列结果，成为国际中微子实验项目中的明星。图说：江门中微子实验站实验室效果图 采访对象供图“庞大的实验项目，我们都得熟悉到每个元器件，才能确保每个子系统的接口设计能够满足科学需求。”大会共同主席之一，上海交大团队副教授徐东莲说。这位科学家去年刚刚从南极“冰立方”合作组引进上海交大，“冰立方”团队去年发现了首个拥有银河系之外源头的超高能中微子，徐东莲长期致力于寻找高能天体陶中微子和高能中微子瞬变源，加入上海交大后她将在江门中微子实验合作组中计划开展中微子天文学方面的研究，“超新星的爆发中，99%的能量散发是通过中微子进行的中微子研究也将揭晓星星死亡秘密等一系列天文问题。”大会另一位共同主席，上海交大刘江来教授团队自2009年起加入大亚湾中微子实验，是大亚湾实验成果的重要贡献者。目前，刘江来作为江门中微子实验合作组执行委员会成员之一，承担了研制中心探测器刻度系统的课题。 “从2013年开始江门中微子实验国际合作大会已经开展了第13届，每年举行2次，此次大会是首次在上海进行。我们将在本届大会期间进行严格的内部评审，逐一评估各子系统研究小组的接口设计等，并确定未来各国研究单位的任务和时间表。” 刘教授透露，“目前美国、日本等国团队也正在进行中微子研究，各国的选择的科学路径不同，各有侧重，但目标一致。我们的江门实验在低能中微子方面有优势，而且从整体时间表来看是最快的项目预计于2021年全面完成，运行周期达20年以上。我们计划在6年内解答三种中微子‘孰轻孰重’的问题。”大会之后，江门中微子实验首届国际科学咨询委员会会议也将于1月19-20日在上海召开，届时来自日本东京大学、美国杜克大学、意大利SISSA研究所、德国慕尼黑工大、俄罗斯杜布纳联合核子研究所等世界顶尖学者们将听取各个课题负责人的报告，对实验项目的科学和实验方面提出咨询意见。

一个由俄罗斯和马克斯·普朗克射电天文学研究所天文学家所组成的研究团队，已经接近确定太空中高能中微子的起源。该研究小组比较了南极中微子观测台收集到的难以捉摸的粒子和射电望远镜测得的长电磁波的数据。南极中微子观测台，也称：冰立方中微子观测站（英语：IceCube Neutrino Observatory，或简称IceCube）是一个位于南极的中微子观测站，集合了来自十多个国家超过300名科学家投入其中。事实证明，宇宙中微子与遥远活跃星系中心的耀斑有关，这些星系拥有超大规模黑洞。当物质落入黑洞时，其中一些物质会加速并喷射到太空中，从而产生中微子，然后以接近光速的速度沿宇宙滑行。神秘的中微子很小很小，以至于科学家们甚至都不知道它们的质量。它们毫不费力地穿过物体、人甚至整个行星。当质子加速到接近光速时，就会产生高能中微子。俄罗斯天体物理学家关注了200万亿电子伏特或更高的超高能中微子的起源。该小组将埋在南极冰层中的中微子观测站设施的测量结果与大量无线电观测结果进行了比较。发现难以捉摸的粒子出现在类星体中心的射频耀斑中。类星体是某些星系中心的辐射源。它们由一个巨大的黑洞组成，该黑洞消耗了漂浮在磁盘周围的物质，并喷出了非常强大的超热气体射流。该研究论文、第一作者、莫斯科物理技术研究所天文物理学家、亚历山大·普拉文（Alexander Plavin）说：“我们的发现表明，高能中微子是在活跃的银河核中产生的，特别是在射电耀斑期间。由于中微子和无线电波都以光速传播，因此它们同时到达地球。” 。中微子来自没有人预料到的地方在分析了南极中微子观测站探测到的大约50个中微子事件之后，研究小组表明这些粒子来自行星周围射电望远镜网络看到的明亮类星体。该网络使用最精确的方法来观察无线电波段中的远距离物体：非常长的基线干涉测量法。这种方法本质上是通过在全球范围内放置许多天线来创建巨型望远镜。该网络的最大组成部分是马克斯·普朗克研究院的100米望远镜。研究小组假设中微子是在射电耀斑中出现的。为了检验这一想法，物理学家研究了北高加索地区俄罗斯RATAN-600射电望远镜的数据。尽管人们普遍认为高能中微子应该与伽马射线一起产生，但这一假设被证明是非常合理的。如下面示意图所示俄罗斯RATAN-600望远镜有助于了解宇宙中微子的起源来源。马克斯·普朗克射电天文学研究所天文物理学家、论文作者、尤里·科瓦列夫（Yuri Kovalev）说：“关于高能中微子起源的先前研究一直是在科学家们的研究视线中以寻找它们的来源。”我们尝试检验一个非常规的想法，尽管成功的希望很小。但是我们很幸运，”“国际电波望远镜阵列多年观测的数据使这一发现非常令人兴奋，而无线电波段原来是在确定中微子起源方面至关重要。”“起初，结果似乎好得令人难以置信，但在仔细地重新分析了数据之后，我们确认了中微子事件显然与射电望远镜接收到的信号有关。” 。 “我们根据我们RAS特殊天文台的RATAN望远镜多年的观测数据，检查了这种关联，结果随机的概率仅为0.2％。这对于中微子天体物理学和我们的发现都是相当成功的，剩下的是需要理论来解释。”该研究团队打算重新检查发现，并使用贝加尔湖水下中微子探测器（Baikal-GVD）的数据确定类星体中微子起源的机制。贝加尔湖的水下中微子探测器处于建设的最后阶段，已经部分运行。其中的切伦科夫探测器（Cherenkov detectors），用于发现中微子。同时，用射电望远镜继续观察遥远的星系对这项任务同样重要。这项最新科学研究结果发表在最近的《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）上。