“中国与美国竞逐中微子研究——‘宇宙幽灵粒子’的钥匙”
在南中国的山水之间，花岗岩洞穴深藏于密林之下，施工人员即将完成一个重达600吨的巨大球体构建。这正是江门地下中微子天文台（JUNO）的核心部分，一座耗资3亿美元的物理研究设施，其目的便是测定那被人们称为“幽灵粒子”的中微子。
中微子，是最小的基本粒子之一，既看不见也几乎没有质量，它们以接近光速飞行。这类粒子具有三种不同的质量状态，其中最大的约为电子质量的一百万分之一。它们能够穿越地球和其他物质而不与之互动，这是它们长期以来难以捉摸的主要原因。
理解中微子对于解开大爆炸理论核心谜团至关重要：根据物理学的标准模型，这一事件应当产生相等数量的物质和反物质。然而事实并非如此，当前的理论无法解释这种不对称现象背后的原因。新一代的JUNO与即将上线的其他几个中微子天文台所共同的目标便是测量这些粒子质量之间的差异。因为它们极其细小，难以精确测定。
通过将中微子研究设施深埋在地下3000英尺以下的方法，即在地球表面之下工作以屏蔽研究中的干扰源（如宇宙射线）。
从金鸡笼镇出发乘坐缆车下至球体所在的位置需要15分钟的旅程，沿途凉爽的白色灯光与岩石上对比鲜明的阴影交替出现。到达隧道终点时，游客们会穿上防护头盔以及带有塑料鞋底的全面白服装进行身体保护。然后进入一个鼓风机单元，在那里会有空气流动以去除潜在的污染。
在洞穴内部，工作人员手持电筒攀登着载有灯光明亮设备的支架擦拭着划痕，电动工具的声音回荡在四周墙壁之间。中微子无处不在地穿过我们每一个人的身体，太阳通过聚变产生它们，核能发电站同样如此，而一些来自太空超新星爆炸也携带着中微子。中微子能够配对与其反粒子——科学家们认为其行为是对称的。
因此JUNO旨在捕获这些反中微子，尤其是从距离天文台约53公里外的两个核电站所发出的反中微子。13层楼高的球体将被一种特殊的液体“荧光剂”填满并沉浸在一个纯净水的筒状物内。据中国高等能源物理研究所项目负责人、该项目负责人王一芳解释。
当反中微子通过液体时，它们会引发化学反应产生瞬息间可见的光芒，这一过程会被球体四周环绕的光电倍增管捕捉。
“事件将在大约5纳秒后触发，我们希望能捕获到这一切并记录下来，” 王一芳穿着头盔站在工作人员正在安装管子的背景中说。JUNO预计每天能捕捉60次事件。这一方法使JUNO能够比以往设备更精确地测量出反中微子质量差异约10倍。
中国雄心勃勃的努力之一
在国家主席习近平发表讲话，宣布到2035年中国将转变成为科学和技术巨人之后，作为全球科学研究强国的尝试得到了加速发展。作为未来十年将开放的三个下一代中微子天文台中的第一座，JUNO不仅具有重要意义且是新时代物理学突破的关键点。
日本的Hyper-Kamiokande天文台预计在2027年开启。美国支持下的Deep Underground Neutrino Experiment（DUNE）计划则将在从伊利诺伊州发射一束中微子，穿过地球到达北达科他州进行科学检测，并在2031年开始执行。
这三大未来的天文台均将采用不同的技术来探测粒子，它们既是合作也是竞争。每个项目都旨在跨学科的合作、科技发展和科学家队伍培养方面推进该领域向前发展。
然而全球范围内一些科学家们对美国与中国之间日益加剧的政治紧张局势以及其对科学研究关系的不利影响表示担忧。在过去的几年中，美国采取措施防止中国科学家将美国的技术带回国，并限制中国吸引顶尖科研人才。
“合作与竞争并存是好的”，王一芳说，“但不应仅仅是竞争。”
基于原文内容，关于未来科技发展的启示：
科学的研究成果不仅是对当前知识体系的补充和完善，更是科技创新的源泉。通过研究如中微子这类的基本粒子及其性质，科学家们不仅能够揭示宇宙的奥秘，也可能推动新的技术发展、促进大数据处理能力的进步以及加速粒子加速器领域的发展。
“如果我们提高了蜡烛的价值，我们就无法创造电灯”，美国能源部布鲁克海文国家实验室的物理学家Mary Bishai说，“基础研究本质是创新过程中的一个转折点。”
王一芳用他自己的经历诠释了这个观点：“我在进行‘无用’科学的研究。”
分析大模型：gemma2
得分：25
原因：
抱歉，我不太明白“45”是什么意思？请您提供更多上下文信息，例如： * 您是在回应我的什么回复？ * 这“45”代表着什么含义？（分数、时间、物品等等） * 您希望我怎样理解这个“45”？ 有了更详细的信息，我才能更好地理解您的意思并给出合理的回答。😊
原文地址：China and U.S. race to study neutrinos — ‘ghost particles’ of the universe
新闻日期：2024-10-31
