
工作人員在刻度系統調試現場
3月8日,大亞灣中微子實驗國際合作組宣布發現了一種新的中微子振蕩。據記者了解,在此次大亞灣中微子實驗中,上海交通大學劉江來中微子團隊承擔著刻度系統的安裝、調試、取數和物理分析工作,也就是設計一把“刻度尺”,幫助測量出新的中微子振蕩幾率,從而為這一世界性成果作出了關鍵性貢獻。
劉江來說,中微子在探測器中反應時會放出一定量的光,因此可通過觀測光的量的多少來確定中微子的能量。“中微子能量越高,反應得到的光就越多,但這并不是簡單的倍數關系。”
在此次實驗中,上海交大承擔的任務,就是把這之間的轉換關系搞清楚,以通過觀測到的光的多少來精確地反推出中微子的能量。
劉江來打了一個比方,測量就是制定一種標準,比如測量長度時要有一把事先校對好的尺子,測量重量時要有幾個事先已知重量的砝碼。同樣,刻度系統就是把幾種已知能量的放射源放入探測器,以此得到幾種不同能量與觀測到的光的量之間的轉換關系。
劉江來團隊獨立開發了監控數據質量的實時監控軟件、監控網站以及數據庫,承擔了大亞灣實驗數據質量篩選的主要任務。
他介紹說,大亞灣實驗采用國際先進的全電子學設計,實驗數據每隔十幾分鐘都會由計算機自動記錄、壓縮成單個文件,并傳送到中科院計算中心和美國伯克利國家實驗室計算中心,每天的數據量是310GB。
由于實驗過程中一些不可避免的因素會產生部分干擾數據,這些數據如果混入最后的數據分析中,會嚴重影響實驗結果的正確性。
有些干擾數據值班人員可以發現,如實驗設備的高壓異常,有些他們無法直接發現,如大亞灣反應堆異常對實驗的影響、宇宙射線短期異常等。
“所以,每天310GB的數據文件,每一個都要經過層層篩選,以確保最后的數據分析能順利進行。可以說,我們就是所有數據文件的質監部門。”劉江來表示。
刻度系統是實現實驗能量精確測量的關鍵之一,但研究人員經仔細研究發現,刻度系統所使用的放射源即使在完全受保護的情況下,也會在探測器中產生少量假的疑似中微子信號,這部分信號大約占不到0.1%。
劉江來團隊計算了這部分疑似信號量,并成為大亞灣合作組最后公布的官方數據。同時,該團隊還獨立計算了宇宙射線帶來的部分疑似信號,很好地驗證了合作組其他成員的分析結果。
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