布鲁克海文国家实验室的凯伦·麦纽提·沃什 安装期间大亚湾地下远探测器厅鸟瞰图
四个反中微子探测器被浸没在一个装满超纯水的大水池中
学分:罗伊·卡尔奇米特，伯克利实验室 大亚湾反应堆中微子实验合作——八年前对一种重要的中微子属性进行了精确测量，为新一轮关于这些难以研究的粒子的实验和发现奠定了基础——已经完成了数据采集
虽然实验正式停止，但合作将继续分析其完整的数据集，以提高基于早期测量结果的精度
该实验在运行的头55天内收集了足够的数据，在2012年3月初宣布了一项重要发现
为了庆祝这一成功和随后的其他成功，大亚湾合作组织和科学机构的官员将参加12月16日的一个仪式
12，标志现场作业结束(见下文活动详情)
国际伙伴关系使实验取得成功 该实验在中国广东的一个洞穴般的地下空间进行，该空间包含一系列浸没在大型水池中的大型鼓形粒子探测器，该实验是通过一项国际努力进行的，其特点是在美国和中国的一个重大物理项目中建立了同类中第一个平等的伙伴关系
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和中国
位于北京的中国科学院高能物理研究所(IHEP)领导了中国在合作中的角色
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能源部的劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)和布鲁克海文国家实验室(布鲁克海文实验室)共同领导美国能源部
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参与
“我们很高兴看到实验的成功，它取得了重要的科学发现，”大亚湾合作的前发言人、现任IHEP主任王贻芳说
“这种合作是真正的国际合作，我们在这里学到的经验非常宝贵
我们期待未来的其他合作
" IHEP监督了试验场和一半大亚湾探测器的建设
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合作占另一半
台湾和香港以及智利、捷克共和国和俄罗斯的科学家和机构也做出了重大贡献
“这是一个非常成功和重要的实验，”美国大学的陆金碧说
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大亚湾实验的发言人，也是伯克利实验室的资深科学家和加州大学伯克利分校的物理学教授
“大亚湾的精确测量和发现是由美国和中国的杰出合作促成的
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中国和我们所有的国际伙伴
" 大亚湾的八个探测器被设计用来接收它们所包含的闪烁液体中的光信号
这些信号是由附近大亚湾和岭澳核电站六个反应堆流出的反中微子流相互作用产生的
核反应堆通过核裂变过程产生大量反中微子，而且它们是以精确控制的方式产生的，这使得反应堆成为进行中微子实验和收集高精度测量的绝佳场所
贴在大亚湾探测器壁上的灵敏光电倍增管被设计用来放大和记录微弱的闪光，这些闪光表示反中微子相互作用
学分:罗伊·卡尔奇米特，伯克利实验室 反中微子是中微子的反粒子——大量的亚原子粒子不间断地穿过大多数物质，因此它们很难被探测到
在过去的70年里，科学家们在设计探测器来捕捉这些“幽灵般”粒子的难以捉摸的信号方面取得了巨大的进步
“大亚湾探测器工作得非常好，超出了我们的预期，”大亚湾U
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布鲁克海文实验室首席科学家史蒂夫·凯特尔
“这一成功是我们发现的核心
" 寻找θ13 大亚湾实验位于六个反应堆一英里范围内的三个地下大厅，旨在测量与三种不同类型的粒子之间的转变或振荡相关的特性，这三种不同类型的粒子被称为“味道”:电子、μ子和τ
大亚湾是第一个成功测量出θ13“混合角”的实验
这个混合角定义了中微子转变成三种口味的速率
自2012年首次测量以来，大亚湾θ13测量的精度提高了六倍
为了确定θ13，科学家测量了附近的反应堆产生了多少特定味道的中微子——在这个例子中是电子反中微子
从这个数字中，他们可以确定用大亚湾的大型探测器预计测量多少电子反中微子
然后，他们将估计值与实际测量值进行比较
θ13的测量，以及之前实验测量的另外两个混合角，帮助我们理解中微子在宇宙演化中扮演的角色
如果科学家观察到中微子的某些特性与
反中性粒细胞，它可以帮助我们理解物质过剩与
宇宙中的反物质
大亚湾的科学家们现在正在对该实验整整九年的运行数据进行分析
这一分析将有助于改进中微子特性的测量，包括对θ13的新精度，这在未来几十年内不太可能被超越
意外奖金 “大亚湾的科学生产力已经远远超出了我们的想象，”IHEP大亚湾的联合发言人曹俊说
“除了确定θ13的值之外，大亚湾反应堆测得的反中子能谱中还出现了一个令人惊讶的特征，即大亚湾的高质量数据
" 大亚湾实验测量大亚湾核电站和mainland China岭澳核电站反应堆产生的反中微子
这张照片展示了大亚湾反应堆的全景
学分:罗伊·卡尔奇米特，伯克利实验室 局部过量的反中微子——在约500万电子伏(5兆电子伏)的能量下，比理论预期高出约10%——清楚地显示出来，远远超出了不确定性
这种差异的来源尚不清楚，需要进一步研究
与此同时，大亚湾实验中反中子产额的测定也发现了一个可能的疑点，解释了一个所谓的“反应堆反中子异常”——在许多不同的核反应堆的位置测量到的反中子比预期的要少
尽管出现这种异常的一种可能性是，一些反中微子已经转变成了一种被称为无菌中微子的第四种中微子，但大亚湾的研究人员发现，这很可能是由于对核反应堆燃料的一种成分的反中微子产生率的预测模型不完整造成的
此外，来自两个研究中微子振荡的主要实验——大亚湾实验和美国能源部费米国家加速器实验室(费米实验室)的MINOS+实验——的科学家团队联手进行了另一项分析，该分析在很大程度上排除了他们数据中无菌中微子的任何可能性
测量的含义 卢克说:“许多科学家怀疑混合角θ13为零，但幸运的是，当我们计划实验时，发现它比我们预期的要大得多。”这使得科学家能够精确提取振荡频率，并证实中微子振荡的理论
例如，这预示着其他活跃的和未来的中微子实验将试图测量不同中微子的质量排序
它也可能有益于探索中微子与宇宙物质反物质不平衡的可能关联的实验
物理学家认为，中微子可能通过打破被称为电荷宇称违反的基本物理定律，在这种不平衡中发挥了作用
这种违反意味着一个粒子和它的反粒子行为不同
大亚湾的θ13测量是迄今为止与中微子振荡有关的三个混合角测量中最精确的测量
大亚湾合作项目因成功精确测量θ13而获得2016年基础物理突破奖
“既然我们知道θ13不是零，我们就开发了研究中微子质量排序的新方法
它还允许我们在当前和未来的实验中搜索违反CP的情况，”凯特尔说
他指出，现有的中微子振荡实验，如日本的T2K和费米实验室的NOvA，都受益于这种测量，江门地下中微子观测站(JUNO)也是如此，这是下一代实验，不久将在中国开始采集数据，费米实验室正在建设的长基线中微子设施/深层地下中微子实验(LBNF/DUNE)项目，以及即将在日本进行的超卡米冈德实验
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