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印度政府已經批準建造一個大型地下天文臺用來研究中微子物理學。這個耗資150億盧比，合2.36億美元的中微子天文臺（INO）將在波蒂普蘭施工。該天文臺距離印度南部的泰米爾納德邦的圣殿城市馬杜賴110公里。一個新的高能物理跨機構中心還將在馬杜賴建造，用于培訓科學家和進行新的研發(fā)。

為INO項目施工做準備

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這個印度中微子地下天文臺(INO)最初計劃于2012年完成，然而卻一直倍受阻礙。2010年，生態(tài)學家和保護主義者對INO最初提議的施工地點（泰米爾納德邦的辛加拉）提出了反對，原因是該地點靠近大象走廊和老虎保護區(qū)。因此，研究人員不得不尋找新的地點。2011年，環(huán)境部批準了Pottipuram為施工地點。三年后，政府提供了資金。

INO將建在地下1.3公里處，可通過2公里長的隧道進入。INO將包括三個洞穴。最大的洞穴長132米，寬26米，高30米，可容納50000噸的鐵量熱計 （ICAL）中微子探測器。該探測器將由大約30000個電阻板室和鐵板組成。

INO團隊希望使用探測器來解決“中微子質量體系”?？茖W家們已經知曉存在三個中微子質量態(tài)，但不知道哪個是質量最大的，哪個又是質量最輕的。INO的項目主任，來自孟買的塔拉基礎研究學院(TIFR)的Naba Mondal說：“了解這一點將有助于科學家從標準模型中選出正確的理論，并與全球其他基于加速器的實驗一起解決宇宙中物質-反物質不對稱性的問題”。

其他的實驗，例如尋找暗物質和無中微子的雙b衰變，也會在INO中進行。除此之外，科學家們還希望INO能為年輕學生提供機會從事粒子物理研究，例如探測器的開發(fā)和數(shù)據(jù)分析。Mondal說：“全國的理科生將有機會從頭開始參與開發(fā)復雜的粒子探測器和電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。

負責監(jiān)督許多科學項目資金的科學技術部部長Krishnaswamy Vijayraghavan表示INO可以“允許印度大規(guī)模培訓實驗物理學家和高級工程師以研究極其重要和極具競爭力的高能物理”。他補充說：“INO將在印度推動物理轉型，并在全球產生影響，這項投資的結果將是非凡且長期的”。

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研究人員還希望INO可以幫助印度重新奪回其在中微子物理學和地下實驗室建設中領先地位。二十世紀60年代，物理學家利用位于南部的卡納塔克邦的科拉爾的金礦創(chuàng)建了當時世界上最深的地下實驗室。該實驗室被稱作科拉爾金田實驗室(Kolar Gold Field Lab)，1965年研究人員通過這個實驗室檢測到宇宙射線撞擊到大氣時產生的中微子。實驗室之后又被用來研究質子的衰變，直到1992年該地點的金礦開采變得不經濟時才關閉。Mondal說：“隨著礦山的關閉，我們失去了研究基于非加速器的粒子物理學的獨特設施。然而INO項目被批準會帶領我們重回粒子物理研究的中心階段?！?/p>

相關知識

中微子振蕩（Neutrino oscillation）是一個量子力學現(xiàn)象，是指中微子在生成時所伴隨的輕子（包括電子、渺子、τ子）味可在之后轉化成不同的味，而被測量出改變。當中微子在空間中傳播時，測到中微子帶有某個味的概率呈現(xiàn)周期性變化。[1]

理論物理學家布魯諾·龐蒂科夫最先于1957年提出此猜想。[2]爾后一連串的各種實驗皆觀察到此一現(xiàn)象。中微子振蕩也是長期未解決的太陽中微子問題的解答。

中微子振蕩無論對理論物理還是實驗物理而言都是相當重要的。因為這意味著中微子具有非零的靜質量，這與原始版本的粒子物理標準模型不相吻合。[1]

由于發(fā)現(xiàn)了中微子振蕩現(xiàn)象存在的證明，并取得中微子質量數(shù)據(jù)，日本超級神岡探測器的梶田隆章以及加拿大薩德伯里中微子觀測站的阿瑟·麥克唐納兩人獲頒2015年諾貝爾物理學獎。[3]

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作者：physicsworld-T V Padma

FY： 晦元誠之

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