中心教师撰写的科普文章发表在《物理》杂志上

清华工物系 清华工物系 2023-06-16 12:30 发表于北京

中心教师陈少敏教授与2015届毕业生张洋(现为山东大学教授)撰写了科普文章“发现超新星遗迹中微子—中微子天文学的下一个里程碑”,发表在2023年6月12日出版的《物理》杂志上 (网站地址:https://wuli.iphy.ac.cn,文章链接:https://wuli.iphy.ac.cn/cn/article/doi/10.7693/wl20230604)。

超新星遗迹中微子(也被知名的天体与核物理学家 John Beacom称为漫射超新星中微子背景 DSNB),是清华中微子团队在日本超级神冈实验的主要研究方向。团队提出以中子氢俘获来探测反电子中微子事例的技术路线,通过引入关联强制触发在2009年成功实现了对中子的探测,并稳定运行了长达近十二年。在此时间,先后有三位博士论文基于此方向的课题(见中心发表论文网站)。从2020年开始,超级神冈实验开始在水中掺入钆化合物,进一步提高对超新星遗迹中微子所产生的慢中子探测效率,从之前的约20%提高到约80%,并将电子中微子单事例本底水平压低至万分之一。

由于发现超新星遗迹中微子对理解宇宙演化与核合成等具有重要的意义,正在建设拥有近百万吨水的日本顶级神冈实验(Hyper Kamiokande),2万吨液体闪烁体的江门中微子实验(JUNO)和5万吨液氩的美国深地中微子实验(DUNE)等均将其作为首要的物理目标之一。与上述实验相比,正在建设的锦屏中微子实验(JNE)由于埋深最大,预计将可以对超新星遗迹中微子探测而言几乎是不可约的Li9/He8宇生本底压低到可以忽略的水平,从而可以大大提高实验寻找的灵敏度。