日本擬建全球最大中微子探測器

　　科技日報北京 12 月 18 日電 （記者劉霞）據英國《自然》雜誌網站報道，日本內閣近日批准了“頂級神岡”中微子探測器的建造計劃，並同意撥款 3200 萬美元作爲首批建造費用。科學家期盼這一探測“巨頭”能帶來革命性發現，加深對中微子及反中微子行爲差異的理解，並探測到質子衰變等。
　　“頂級神岡”是日本現有“超級神岡”探測器的“繼任者”。1998 年，“超級神岡”提供了中微子振盪的首個確鑿證據，將負責人梶田隆章送上 2015 年諾貝爾物理學獎領獎臺。“頂級神岡”建成後將成爲迄今最大的中微子探測器。
　　“頂級神岡”將建於岐阜縣飛彈市地下，能探測宇宙射線、太陽、超新星和粒子加速器等各種來源產生的海量中微子。主體設施直徑 68 米、深約 71 米、儲水 26 萬噸，是“超級神岡”的 5 倍多，水池壁上約 4 萬個光電倍增管，可捕捉中微子與水反應發出的微光。
　　梶田隆章 16 日表示，中微子物理學家對“頂級神岡”的到來滿懷期待，因爲它能研究中微子與反中微子的行爲差異，這有助於解釋爲什麼宇宙看似由物質主導。“超級神岡”已看到一些“蛛絲馬跡”，但“頂級神岡”和美國“深層地下中微子實驗”（DUNE，使用液態氬）應能使用不同技術實現高精度測量，從而相互佐證。DUNE 將於 2025 年啓動。除這兩大“巨頭”外，位於中國廣東的“江門地下中微子實驗（JUNO）”也是本世紀 20 年代將開始運行的三大主要中微子實驗之一，它將於 2021 年開始收集數據。
　　東京大學物理學家、“超級神岡”發言人中清水雅之表示，“頂級神岡”還有望發現質子衰變。質子衰變從未被觀察到，因此極罕見，這意味着質子的平均壽命超過 10 的 34 次方年。
　　在粒子物理學標準模型中，質子不能衰變，但許多試圖取代標準模型的理論預言了質子衰變。由於“頂級神岡”用於探測中微子的水量遠超“前任”，因此更可能觀測到質子衰變。如果沒有，那意味着質子的平均壽命還將增加十倍。
　　據悉，“頂級神岡”總費用約 6 億美元，日本將提供 75% 左右，其餘資金將由英國和加拿大等支付。日本物理學家表示，日本議會可能於下月正式批准該項目。
　　<strong>總編輯圈點</strong>
　　在日本國內，“頂級神岡”被認爲是有望助科學家摘取諾貝爾獎的探測器。其原因在於，雖然我們已知身邊充滿着物質，但迄今並不清楚最初物質爲何會在宇宙中存在。宇宙誕生之後，應曾存在相同數量的物質以及反物質，但這樣的話物質又會被消滅，不可能產生星體和所有生物。想解開這個謎團，關鍵就是中微子。究竟是否由於中微子的影響，物質和反物質的均衡才被打破？這一推測可能會被“頂級神岡”驗證嗎？鉅額投入的探測器是否還能帶來如當年 LHC 一樣的曙光？整個基本粒子物理學界，都在拭目以待。