來源：科技日報
科技日報北京12月18日電（記者劉霞）據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站報道，日本內(nèi)閣近日批準(zhǔn)了“頂級神岡”中微子探測器的建造計劃，并同意撥款3200萬美元作為首批建造費用?？茖W(xué)家期盼這一探測“巨頭”能帶來革命性發(fā)現(xiàn)，加深對中微子及反中微子行為差異的理解，并探測到質(zhì)子衰變等。
“頂級神岡”是日本現(xiàn)有“超級神岡”探測器的“繼任者”。1998年，“超級神岡”提供了中微子振蕩的首個確鑿證據(jù)，將負(fù)責(zé)人梶田隆章送上2015年諾貝爾物理學(xué)獎領(lǐng)獎臺?！绊敿壣駥苯ǔ珊髮⒊蔀槠褡畲蟮闹形⒆犹綔y器。
“頂級神岡”將建于岐阜縣飛彈市地下，能探測宇宙射線、太陽、超新星和粒子加速器等各種來源產(chǎn)生的海量中微子。主體設(shè)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(yīng)發(fā)出的微光。
梶田隆章16日表示，中微子物理學(xué)家對“頂級神岡”的到來滿懷期待，因為它能研究中微子與反中微子的行為差異，這有助于解釋為什么宇宙看似由物質(zhì)主導(dǎo)?！俺壣駥币芽吹揭恍爸虢z馬跡”，但“頂級神岡”和美國“深層地下中微子實驗”（DUNE，使用液態(tài)氬）應(yīng)能使用不同技術(shù)實現(xiàn)高精度測量，從而相互佐證。DUNE將于2025年啟動。除這兩大“巨頭”外，位于中國廣東的“江門地下中微子實驗（JUNO）”也是本世紀(jì)20年代將開始運行的三大主要中微子實驗之一，它將于2021年開始收集數(shù)據(jù)。
東京大學(xué)物理學(xué)家、“超級神岡”發(fā)言人中清水雅之表示，“頂級神岡”還有望發(fā)現(xiàn)質(zhì)子衰變。質(zhì)子衰變從未被觀察到，因此極罕見，這意味著質(zhì)子的平均壽命超過10的34次方年。
在粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中，質(zhì)子不能衰變，但許多試圖取代標(biāo)準(zhǔn)模型的理論預(yù)言了質(zhì)子衰變。由于“頂級神岡”用于探測中微子的水量遠(yuǎn)超“前任”，因此更可能觀測到質(zhì)子衰變。如果沒有，那意味著質(zhì)子的平均壽命還將增加十倍。
據(jù)悉，“頂級神岡”總費用約6億美元，日本將提供75%左右，其余資金將由英國和加拿大等支付。日本物理學(xué)家表示，日本議會可能于下月正式批準(zhǔn)該項目。
總編輯圈點
在日本國內(nèi)，“頂級神岡”被認(rèn)為是有望助科學(xué)家摘取諾貝爾獎的探測器。其原因在于，雖然我們已知身邊充滿著物質(zhì)，但迄今并不清楚最初物質(zhì)為何會在宇宙中存在。宇宙誕生之后，應(yīng)曾存在相同數(shù)量的物質(zhì)以及反物質(zhì)，但這樣的話物質(zhì)又會被消滅，不可能產(chǎn)生星體和所有生物。想解開這個謎團，關(guān)鍵就是中微子。究竟是否由于中微子的影響，物質(zhì)和反物質(zhì)的均衡才被打破？這一推測可能會被“頂級神岡”驗證嗎？巨額投入的探測器是否還能帶來如當(dāng)年LHC一樣的曙光？整個基本粒子物理學(xué)界，都在拭目以待。
