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2007年,大亚湾反应堆中微子实验站动工建设。它的主体由地面控制室和地下5个实验室组成。地面距地下实验室的垂直距离最深可达320米。2011年年底,大亚湾反应堆中微子实验提前以6个探测器开始运行。2012年3月8日,时任中国科学院高能物理研究所所长的王贻芳宣布:大亚湾反应堆中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率。该发现是对自然界最基本的物理参数的测量,被认为是对物质世界基本规律的新认识。此后,大亚湾反应堆中微子实验继续高质量运行,获得丰硕成果。其中澳门新葡萄新京8883,中微子振荡振幅的测量精度从2012年的20%提高到了2.8%。

为什么选择在广东江门进行新一代中微子实验?王贻芳介绍,江门中微子实验(JUNO)以确定中微子质量顺序为首要科学目标,通过测量反应堆中微子振荡来完成。反应堆热功率越大,释放的中微子数目就越多,实验精度就越高。实验站应距反应堆50至55公里,对应振荡的极大值;到各个反应堆的距离必须相等,否则振荡效应会相互抵消。江门开平市附近区域正好符合这些苛刻条件,包括周围有广东阳江和台山反应堆群,对测量质量顺序有效的总功率世界最高,也能找到跟所有反应堆距离基本相等的点。经过科学分析澳门新葡萄新京8883,允许的实验站范围在距两个核电站50至55公里、宽为200米的区域内澳门新葡萄新京8883,在此位置测量中微子质量顺序的灵敏度最高。“能选到如此合适的位置,还是非常幸运的。”王贻芳说。

从罐笼出来,记者来到实验大厅门口。在做好一系列防尘处理后,实验大厅的门缓缓打开,向前几步,眼前出现了一个巨大的白色球体,坐落在圆柱形的水池中。“这是江门中微子实验的核心探测设备——中心探测器。”曹俊介绍,中心探测器位于地下实验大厅内44米深的水池中央,直径41.1米的不锈钢网壳是探测器的主支撑结构,承载直径35.4米的有机玻璃球、2万吨液体闪烁体(以下简称“液闪”)、2万个20英寸光电倍增管、2.5万个3英寸光电倍增管,以及前端电子学、电缆、防磁线圈、隔光板等诸多探测器部件。探测器运行时,水池中还要注入3.5万吨超纯水。

江门中微子实验有机玻璃球由263块12厘米厚的烘弯球面板和上下烟囱粘接而成,有机玻璃净重约600吨,是世界最大的单体有机玻璃球。“相比其35.4米的直径,12厘米厚的有机玻璃球壁按比例换算,就好像鸡蛋壳一样薄。”曹俊介绍,为了提高实验的灵敏度和准确性,有机玻璃板材生产采用了独特配方和工艺,其天然放射性本底铀和钍的质量占比小于一万亿分之一,以保证其高透光率和低本底的特点;为防止氡及其衰变子体污染有机玻璃,拼接有机玻璃球时表面需要用膜材料和带有水溶胶的纸进行保护,可在建设结束后顺利取下;有机玻璃有老化现象,球体表面容易产生裂纹,研发团队通过多种方法降低老化速度,保证探测器安全运行;探测器建成后,有机玻璃球内部将是2万吨液闪,外部是3.5万吨超纯水,球体内外压力不同,这对有机玻璃球的拼接工艺提出了很高要求。

2万吨液闪、600吨有机玻璃,再加上其他设备,这么重的重量,如何才能平稳地立起来?这需要不锈钢网壳的支撑。不锈钢网壳由预制的H型钢通过12万套高强螺栓拼接而成澳门新葡萄新京8883,是目前国内最大的单体不锈钢主结构。“我们在不锈钢网壳设计过程中获得了多项技术发明专利,其中的铆钉技术相关国家标准获得批准并发布,填补了国内空白。”曹俊介绍。此外,探测器运行时有机玻璃球置于超纯水中,需要长期承受约3000吨的浮力,这些力需要通过有机玻璃节点、连接杆和不锈钢节点传递到不锈钢网壳主结构上。经过反复设计优化和上百次试验,各节点都获得超高承载能力。

中微子质量极小,速度极快,与物质的相互作用极为微弱澳门新葡萄新京8883,中心探测器如何将其捕捉到呢?2万吨的液闪起到了主要作用。当大量中微子穿过探测器时,极少的一部分会与液闪发生反应,发出极其微弱的闪烁光,被光电倍增管探测到,从而达到捕捉中微子的目的。“作为探测中微子的靶灵敏物质,液闪的主要成分是烷基苯,是日常生活中洗手液、洗衣液的主要原料,但江门中微子实验所用的液闪需要非常干净。”王贻芳说。此外,液闪还需要很高的光输出、极好的透明度和极低的放射性本底,这些都给其制备带来极高难度。

面对这些困难,江门中微子实验液闪组在大量调研、实验基础上,研发出高洁净度、高密封、高效率的纯化系统。“通过氧化铝系统、蒸馏系统、混制系统、水萃取系统和气体剥离系统,我们去除了液闪中的放射性杂质、惰性气体等,提高了透明度和光学性能。”曹俊介绍,目前液闪组已成功获得光传输衰减长度大于20米的液闪,是世界最好水平澳门新葡萄新京8883,洁净度达到了要求。

“光电倍增管是中微子探测器中最重要的部分,中微子信号就是通过光电倍增管探测出来,它们将中微子与液闪反应的光信号转变为电信号,并放大千万倍,然后在计算机中进行具体分析和研究。”王贻芳介绍。这个国之重器的建设,客观上带动了我国光电倍增管行业的发展——国际上能生产相关光电倍增管的公司很少,不仅性能达不到要求,售价还特别高。因此,中国科学院高能物理研究所的科学家们启动了光电倍增管的预研并积极推动国产化。他们发明了一种全新构型及电子放大方式的新型光电倍增管,在与相关企业合作后,最终研制出收集效率等关键技术指标达到国际领先水平的光电倍增管样管,拥有完全自主知识产权,打破了该领域的国际垄断。

构成光电倍增管的真空玻璃壳是一种典型的脆性材料,长时间工作在44米深的水池中,存在内爆风险。内爆产生的冲击波有可能引爆周围的光电倍增管,产生链式反应,最终损坏所有光电倍增管,甚至破坏探测器的主体结构——这类事故在国外就曾发生过。“为此,我们研制了一套水下防爆系统,为每一个光电倍增管加装保护装置。”曹俊指着旁边的一个光电倍增管样品介绍,该装置前半部为半椭球形的极透明有机玻璃罩,既能承受50米以上的水压,又能适配光电倍增管最小25毫米的安装间隙,同时实现了好于0.4毫米的精度和98%以上的水中透光率。后半部为不锈钢保护罩和连接结构,既保证了强度,又对实验的光信号无遮挡。该防爆系统可以有效减缓高压水填充真空区域的速度,从而显著减低冲击波的强度,避免发生链式反应。

中微子不仅要捕捉得到,还要捕捉得准确,这需要反符合探测器将非中微子的信号排除掉。江门中微子实验反符合系统负责人杨长根介绍,水池里3.5万吨的水需要在水净化室进行纯化,这些超纯水可以用作宇宙线探测器,将宇宙线对中微子探测的干扰排除,也可作为屏蔽层,屏蔽掉岩石中的天然放射性以及宇宙线在附近岩石中产生的大量次级粒子。此外,水池上方的径迹探测器可以测量宇宙线的精确方向,更有效地排除错误信号,使中微子探测更精准。

目前,江门中微子实验建设进入收官阶段:最内层的有机玻璃球已合拢,外层的不锈钢网架和光电倍增管也在有序合拢中,预计11月底完成全部安装任务,并启动超纯水、液闪的灌装,2025年8月正式运行取数,预计运行约30年。王贻芳表示,江门中微子实验有着丰富的科学目标,包括测量中微子的质量顺序,精确测量三个中微子振荡参数,以及在2030年装置升级后测量中微子的绝对质量,也将在太阳中微子、地球中微子等研究方面达到国际最好水平,并有望在超新星中微子、质子衰变等方面取得重大成果。

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新华社俄罗斯喀山10月23日电(记者倪四义 胡晓光)当地时间10月23日上午,金砖国家领导人第十六次会晤在喀山会展中心举行。俄罗斯总统普京主持会晤。中国国家主席习近平、巴西总统卢拉(线上)、埃及总统塞西、埃塞俄比亚总理阿比、印度总理莫迪、伊朗总统佩泽希齐扬、南非总统拉马福萨、阿联酋总统穆罕默德等出席。

习近平欢迎新成员加入金砖大家庭以及邀请多个国家成为金砖伙伴国。习近平指出,扩员是金砖发展史上的重要里程碑,也是国际格局演变的标志性事件。金砖国家走到一起,是基于共同追求,顺应世界和平和发展大势。当前,世界百年变局加速演进,既有多极化的新局,也有“新冷战”的危局。金砖国家要把握历史机遇,展现历史主动,坚守开放包容、合作共赢的初心使命,顺应全球南方崛起大势,坚持求同存异,同心同德,进一步凝聚金砖国家共同价值,维护金砖国家共同利益,促进金砖国家联合自强,把金砖打造成促进全球南方团结合作的主要渠道、推动全球治理变革的先锋力量。

习近平强调,世界越是动荡,我们越要高举和平、发展、合作、共赢旗帜,淬炼金砖成色,展现金砖力量。要发出和平之声,倡导对话而不对抗、结伴而不结盟的新型安全。要共谋发展之路,倡导普惠包容的经济多极化,坚守共同发展的大道。要夯实合作之基,深化农业、能源、矿产、经贸等传统领域合作,拓展绿色低碳、人工智能等新兴领域合作,维护贸易投资和金融安全。

——我们要建设“创新金砖”,做高质量发展的先行者。要紧跟新一轮科技革命和产业变革的时代步伐,培育新质生产力。中方新近成立中国-金砖国家人工智能发展与合作中心,将建立金砖国家深海资源国际研究中心、金砖国家特殊经济区中国合作中心、金砖国家工业能力中国中心、金砖国家数字产业生态合作网络,欢迎各方积极参与。

——我们要建设“公正金砖”,做全球治理体系改革的引领者。国际力量对比正在深刻演变,但全球治理体系改革长期滞后。要践行真正的多边主义,坚持共商共建共享的全球治理观,以公平正义、开放包容为理念引领全球治理改革,提升全球南方国家的代表性和发言权。促进金融基础设施互联互通,维护高水平金融安全,做大做强新开发银行,推动国际金融体系更好反映世界经济格局变化。

领导人们积极评价金砖国家机制发展及其为应对全球性挑战发挥的重要作用,认为金砖国家人口众多、资源丰富,发展潜力巨大,感召力和国际影响力日益提升,成为多边主义的典范。金砖国家应该秉持金砖精神,加强团结协作澳门新葡萄新京8883,深化“大金砖”战略伙伴关系,强化政治安全、经贸财金、人文交流“三轮驱动”合作,推动平等有序的世界多极化、普惠包容的经济全球化和世界可持续发展,进一步提升全球南方在国际事务中的话语权和代表性,推动构建更加公正合理的国际秩序。坚定捍卫多边主义,维护联合国在国际体系中的核心作用,支持联合国在人工智能等全球治理中发挥重要作用。致力于通过对话协商以和平方式解决争端,支持一切有助于和平解决危机的努力,尊重各国合理安全关切。推动现有国际经济金融架构改革,将新开发银行打造成21世纪新型多边开发银行。赞赏联合国大会通过中方提出的“文明对话国际日”相关决议,呼吁尊重世界文明多样性,加强不同文明之间的交流互鉴。