中微子质量顺序问题研究新进展
来自美因茨物理学家的研究表明下一代中微子实验可能很好找到中微子领域最为迫切的其中一个问题的答案。
（2020年2月25日）在现代物理学领域，最令人兴奋的挑战莫过于中微子质量顺序的测定。来自约翰内斯·古腾堡·美因茨大学PRISMA+卓越研究群的物理学家们领导了一项新研究，这项新研究显示中微子质量顺序问题可能在不久的将来被最终解决， 而这有赖于两项正在进行中的合作研究——南极的IceCube升级实验和中国的江门中微子地下实验（JUNO）。它们将会很快提供物理学家获取中微子质量顺序更加敏感且互为补充的数据。
中微子是基本粒子中的变色龙。中微子通过自然资源产生，例如在太阳内部或其它天体中，同时还大量存在于核电站中。然而，它们可以穿过普通的物体，例如实际上不受阻碍地穿过人类身体，而不留痕迹。这意味着为了观察这些“幽灵粒子”的出现，需要运用大型探测器采用要求十分复杂的方法。
中微子分为三种类型:电子中微子、μ中微子和τ中微子。它们可以从一种类型转变为另一种类型，这一现象被科学家称为中微子振荡。可以通过观察振荡模式来确定中微子质量。多年来，物理学家们一直在尝试确定三个中微子中哪个最轻，哪个最重。迈克尔·玉木教授是一名物理学家，他在德国美因茨大学物理研究所工作,该大学位列德国精英集群，以精细物理、物质的基础互相作用与结构为重要研究项目。迈克尔教授对“朱诺”实验在中国的发展起重要推动作用,他表示:“我们相信,解决了这一问题将大大有助于我们收集中微子领域有关物质-反物质对称性的长期数据。然后，我们希望利用这些数据，彻底弄清楚物质和反物质在大爆炸后为何没有完全湮灭。”
全球合作取得一定成效
为解决中微子质量排序的难题，两个大型实验使用了截然不同但却互补的办法。塞巴斯蒂安·伯泽尔教授同样也来自德国美因茨大学物理研究所，他研究中微子，对“冰立方”实验贡献巨大。他指出：“最明显的方法是把两个实验的预期结果结合起来，”言出必行:在最新一期的《物理评论》中，来自“冰立方”和“朱诺”的研究人员合作发表了他们实验的综合分析。为此，作者将预测的实验数据模拟为每个实验的测量时间的函数。实验结果的不同取决于中微子质量排序是顺序还是逆序。接下来，物理学家们进行了统计检验，在检验过程中他们对两个实验的模拟结果进行了综合分析。分析表明，这两个实验结合起来是可以预测出中微子质量的正确排序，甚至还可以排除错误排序。由于“朱诺”和“冰立方”观测到的振荡模式在某种程度上依赖于中微子实际质量的排序，因此，联合实验比单独的实验更有助于辨明实验结果。如此一来，这种联合实验会在3到7年的测量期内彻底排除中微子质量的错误排序。
“在这种情况下整体大于零件的总和（众人拾柴火焰高）。”赛巴斯蒂安.珀瑟教授推断道，“当开始解决剩下的中微子谜题时，我们会通过充足实验性的方法来产生有效的证据。”
迈克尔.乌姆教授补充道“没有任何实验可以通过单打独斗取得成果，不管是冰立方的升级版Juno,还是当前运作的其它最新版本。而且实验证明美因茨的中微子物理学家们通过共同协作取得了成果。”
冰立方和它的升级版
冰立方是世界上最大的微粒子探测器，于2010年12月制作完成并从那时起投入使用，用于收集来自太空的中微子数据。它的范围巨大，能延伸至超过一千立方米冰域，并且恰好坐落在阿蒙森（苏格兰在南极的驻扎地）冰立方由86个电缆组成，每个电缆又由60个球状的玻璃制品排列组成，电缆深度可达1.45-2.45km，这些球状体由含有高敏度的光源感应器组成，并且可以探测到由中粒子反应产生的淡蓝色切伦科夫光。现有的这5100个感应器将在升级中得到补充，会有额外700个新感应器补充进去，这样会使它们在七连排铺设方法上与另外一个距离更紧密。它们将被安装在当前的探测器下方的1.6公里处，与此同时以低耗能方式增加探测工作的数量。
JUNO（江门地下中微子观测台）
JUNO探测器被建造出来的的意图是-建立地下秘密实验室，使其分布在中国东南沿海岸两个接收器之间50公里的地方。被接收器发射出的中粒子将会被以小闪光的形式（或组成方式）被登记，把液体闪烁晶体作为目标，使其分布于探测器的中央。2万吨透明石油就像被由直径35米的含有丙烯酸的球状体包含的液体一样，表面被覆盖着稠密排列的光感器包含。地下深处，JUNO正小心翼翼地盾守防护来自自然界的核反射现象和宇宙射线
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3.QQ，Sylvia，之-uni-mainz
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