实验发现第三种中微子振荡模式, 为超出标准模型的新物理研究, 特别是解释宇宙中物质与反物质不对称性提供了可能。

陆锦标
Kam-Biu Luk
实验发现第三种中微子振荡模式, 为超出标准模型的新物理研究, 特别是解释宇宙中物质与反物质不对称性提供了可能。

2019未来科学大奖物质科学奖 获奖人


陆锦标,1953年生于中国香港。1983年获得美国Rutgers 大学博士学位。现任美国加州大学伯克利分校Miller讲席教授,美国劳伦斯伯克利国家实验室资深科学家。


王贻芳和陆锦标领导的大亚湾中微子实验合作组在中国广东大亚湾核电站附近首次发现了一种新的电子中微子振荡模式,精确测量了它们由于振荡现象而引起的消失概率。这种振荡模式的实验确立表明了中微子有可能破坏宇称与正反粒子联合对称性(CP)。物理学家普遍认为新型CP破坏的存在是解释观测宇宙中物质远多于反物质以及物质世界形成的必要条件。

中微子是一种在核衰变与核反应中释放的一种具有及其微弱相互作用的基本粒子。本世纪初,日本与加拿大的科学家发现已知三种中微子之间的两种相互转化的现象(或振荡),标志中微子具有不为零的质量与存在超出当前粒子物理标准模型的相互作用,因而获得2015年的诺贝尔物理学奖。但是理论上存在的中微子第三种振荡却更为有趣,因为它预示着中微子振荡具有CP破坏的性质。但在本世纪的前十年,物理学家认为第三种振荡可能非常微弱,甚至不存在。尽管如此,中国、法国、韩国、美国的粒子物理实验家都提出了实验方案,开展了一场高水平的科学竞赛。


王贻芳和陆锦标发现高功率的中国大亚湾核电站作为反电子中微子源并配合周边的山脉作为地下实验室的屏蔽是世界上最佳的实验场所。他们组织并领导合作组开展了一系列创新,包括设计和研制全同的探测器模块来消除系统误差、发展化学上极其稳定的钆掺杂有机液态闪烁体、和高灵敏度的宇宙线甄别探测系统,使得大亚湾中微子实验具世界最高灵敏度。2012年3月,王贻芳和陆锦标代表大亚湾国际合作组宣布首次探测到中微子的第三种振荡模式。一个月之后,韩国的RENO实验证实了这个发现。


第三种中微子振荡的确立为未来中微子实验研究指明了方向。新一代的国际中微子实验,包括测量三种中微子的质量顺序以及中微子CP破坏的实验计划都是根据大亚湾实验的结果进行设计的。王贻芳和陆锦标的实验发现将对未来粒子物理的发展将产生深远的影响。


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