超级神冈:诞生两位诺奖得主的科研“神迹”
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发布日期:2015-10-19 14:43:52
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2015年诺贝尔物理学奖颁给了日本的梶田隆章和加拿大的阿瑟·麦克唐纳,表彰他们发现中微子振荡现象,证实中微子有质量。它揭示了微观世界一个全新的规律,对宇宙和天体的起源与演化也有重大影响。其中梶田隆章的获奖,离不开图中的超级神冈。
超级神冈探测器(Super-Kamiokande)是日本建造的大型中微子探测器,最初目标是探测质子衰变,也能够探测太阳、地球大气和超新星爆发产生的中微子。它于1982年开始建造,1983年完工,位于日本岐阜县的一个深达1000米的废弃砷矿中,主要部分是一个高41.4米、直径39.3米的圆柱形容器,盛有5万吨高纯度的水,容器的内壁上安装有11200个光电倍增管,用于探测高速中微子在水中通过时产生的切连科夫辐射。
1998年,超级神冈探测器的领导者、日本科学家小柴昌俊发表了测量结果,给出中微子振荡的首个确切证据,认为中微子在三种不同“味”之间是可以相互转换的,这也表明中微子是有质量的,而不是粒子物理标准模型中预言的零质量粒子。同年,梶田隆章代表超级神冈在“国际中微子大会”上报告,以确凿的证据发现了大气中微子振荡。比神冈实验大20倍的超级神冈,测到了足够的大气中微子,显示了它的丢失比例随飞行距离的变化,而这是中微子振荡的关键特征。
2002年,超级神冈探测器证实反应堆中产生的中微子发生了振荡。这个结果在中微子天文学和粒子物理学中具有里程碑式的意义,小柴昌俊因此获得2002年的诺贝尔物理学奖。今年,梶田隆章也同样获此殊荣。■编辑 吕择
2002年诺贝尔物理学奖得主小柴昌俊
2015年诺贝尔物理学奖得主梶田隆章
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