日本计划建造世界上最大的中微子探测器“上冈”

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据英国《自然》杂志网站报道，日本内阁最近批准了“顶级神风”中微子探测器的建设计划，并同意拨款3200万美元作为首笔建设费用。科学家希望这个“巨人”将带来革命性的发现，加深对中微子和反中微子之间差异的理解，并探测质子衰变。

“顶级神风”是日本现有“超级神风”探测器的“继承者”。1998年，“超级神风”提供了中微子振荡的第一个确凿证据，并将其领导人梶田隆章送上了2015年诺贝尔物理学奖的领奖台。“上冈”号完成后，它将成为迄今为止最大的中微子探测器。

“顶级神风”将建在岐阜县导弹城的地下，能够探测宇宙射线、太阳、超新星和粒子加速器产生的大量中微子。主体设施直径68米，深度约71米，蓄水量26万吨，是“超级神山”的五倍多。水池壁上有大约40，000个光电倍增管，可以捕捉中微子与水反应发出的微光。

梶田隆章16日表示，中微子物理学家期待“顶级神风”的到来，因为它可以研究中微子和反中微子之间的行为差异，这有助于解释为什么宇宙似乎被物质所主宰。“超级神风”已经看到了一些“线索”，但是“顶级神风”和美国“深层地下中微子实验”(DUNE，使用液态氩)应该能够使用不同的技术来实现高精度测量，从而相互支持。沙丘将于2025年推出。除了这两个巨人之外，位于中国广东的江门地下中微子实验(JUNO)也是将于20世纪20年代开始运行的三个主要中微子实验之一，它将于2021年开始收集数据。

东京大学的物理学家、“超级神风”的发言人清水康说，“顶级神风”也有望发现质子衰变。质子衰变从未被观察到，所以它极其罕见，这意味着质子的平均寿命超过10年，达到34次方。

在粒子物理的标准模型中，质子不能衰变，但是许多试图取代标准模型的理论预测质子衰变。因为“顶端神风”中用于探测中微子的水量远远超过了“前身”，所以它更有可能观察到质子衰变。如果没有，这意味着质子的平均寿命将增加十倍。

据报道，“神风敢死队”的总费用约为6亿美元，日本将提供约75%，其余费用将由英国和加拿大支付。日本物理学家表示，日本议会可能会在下个月正式批准该项目。

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