凌家杰教授课题组在中微子振荡研究方面取得重要进展

      bet亚洲登录官方网站凌家杰教授研究团队利用大亚湾中微子实验所采集的全部数据进行了中微子振荡分析，对中微子振荡参数θ13和中微子质量平方差 Delta m^2_32 做了目前世界上最精确的测量，其实验精度分别达到2.8%和2.3%，尤其是θ13的测量精度将长期保持世界领先。相关研究结果以“Precision Measurement of Reactor Antineutrino Oscillation at Kilometer-Scale Baselines by Daya Bay ”为题，近期发表于国际著名学术期刊《Physical Review Letters》杂志，并选为编辑推荐和物理亮点文章。

       中微子振荡是目前被实验证实的超出粒子物理标准模型的新物理现象，它表明中微子具有非零质量，而且其质量本征态和味道本征态存在混合。非零的中微子混合角θ13于2012年首次被大亚湾实验所测量到。在此之后，随着实验数据的不断增多，而且由于长期运行，大亚湾实验粒子探测器性能逐步下降，故而引起缪子探测效率降低和缪子相关的实验本底增加，理解探测器性能变化、减小实验系统误差和降低实验本底成为这次物理分析的关键。

      凌家杰教授团队通过一年多的努力，独立开发了一套完整物理分析软件。利用反贝塔衰变的快慢信号特征提出了分离多重事例挑选算法，压低实验中的偶然符合本底，并能够精确计算挑选效率。针对宇宙射线引发的各类本底进行了细致分析，创新性的提出了通过降低内水池光电倍增管击中阈值来压低缪子衰变本底，并通过内外水池的观测对剩余缪子衰变和快中子本底进行标定。对于缪子引发的Li9 /He8本底，利用其能量、时间和距离等多维度信息，准确测量了此本底的数量和能谱。分析结果与中科院高能所和美国伯克利国家实验室的科研团队相互验证一致。中大团队成员17级直博生余泓钊、已毕业的18级岳保彪博士和17级胡焯钧硕士对此次物理分析工作做出了重要贡献。

       大亚湾反应堆中微子实验是建在广东大亚湾核电站的一个国际性大科学合作项目。该实验由50多个学术单位和组织，200多位科学家参加，参与国际合作的单位来自美国、俄罗斯、捷克、智利以及中国的台湾和香港等六个国家和地区。大亚湾实验于2011年开始运行，2020年完成取数。bet亚洲登录官方网站的李志兵、张宏浩、王为、凌家杰、陈羽、贺远强和安丰鹏老师都参与了探测器建设、运行和物理分析工作。

       该物理分析工作得到了科技部重点研发计划、基金委自然科学基金面上项目、中组部和广东省人才项目的大力支持。

图1: 大亚湾反应堆中微子振荡概率曲线

论文链接：https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.130.161802