12月3日高能物理研究中心的陈少敏老师与龚光华博士在日本超级神冈中.doc

高能中心成功实现在超级神冈实验上探测中子信号 12月3日高能物理研究中心的陈少敏老师与龚光华博士在日本超级神冈中微子实验国际合作组会议上，分别报告了由中心自行研制的强制触发系统与超级神冈实验在线系统联合调试结果，以及将其应用于在超级神冈实验纯水环境下，探测慢中子被氢原子俘获并产生2.2兆电子伏特光子信号的实验报告。所观测到的中子信号在寿命和探测效率方面均符合模拟的预期值，并大大超出部分专家的预期结果，因此引起了来自日、美、韩等合作者的极大关注。探测来自超新星爆发所产生的中微子，研究宇宙的历史与演化是超级神冈实验继发现中微子振荡现象后另一个重大物理研究课题。东京大学小柴昌俊教授因1987年首次探测到来自外层空间中的超新星爆发所产生的中微子，开创一条新的宇宙天体实验观测手段而荣获2002年诺贝尔物理学奖。目前超级神冈实验在探测超新星爆发后遗留下来的遗迹中微子方面受到大量来自宇宙线本底的影响。这一系统将可以在不改变超级神冈探测器物质构成的情况下，使实验可以通过探测关联的正电子与经过反贝塔衰变产生的慢中子过程，具有识别反电子型中微子的能力，由此可以达到降低宇宙线本底约两个量级的目的。该研究获得了国家基金委面上研究项目的资助，并在清华大学与日本东京大学于2004年8月续签的学术交流五年计划的精神框架下，得到了东京大学宇宙线研究所的大力协作与支持。研究小组目前还包括了工程物理系的刘以农教授，邓智博士，博士研究生薛涛和刘佳同学，以及硕士研究生张海兵同学。该结果将在2007年2月美国夏威夷召开的纪念超新星SN1987A发现20周年大会上报告。 Figure 1实验采用的Am/Be中子源闪烁体BGO。放射源Am 衰变产生的 ( 粒子被Be吸收，过程产生C激发态并放出瞬时慢中子，C激发态退激产生4.4 MeV 的光子被BGO吸收产生可以达到探测器触发阈的闪烁光。由于上述过程时间小于1微秒量级，中子被氢原子俘获的寿命可以通过测量中子俘获的绝对时间与闪烁光产生的绝对时间差来实现。 Figure 2 高能物理中心研制的强制触发系统模块。 Figure 3 高能物理中心的研究人员正在将自己研制的强制触发系统安装在超级神冈实验的总触发系统上。 Figure 4 从示波器上显示出强制触发系统在接收到闪烁光信号后，准确发出的强制触发信号。 Figure 5 被强制触发系统俘获的中子事例候选者显示在超级神冈实验控制室实时监控屏幕上。由于中子被氢原子俘获后，所释放出的2.2 MeV 光子不能引起正常的触发，因此只能通过强制触发记录下来。 Figure 6 实验结束后离开实验控制室 Figure 7 高能物理研究中心成员正在给东京大学宇宙线研究所人员讲解如何使用强制触发系统。