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上海交大两项成果亮相2024四川大科学装置创新成果发布会
日期:2025.01.22

  1月22日,2024四川大科学装置创新成果发布会暨四川大科学装置开放合作联合会第二次全体会议在成都举办。曹臻、王贻芳、何川等多位院士专家及四川省发展改革委副主任黄志等相关部门主要负责同志在会上共同探讨大科学装置未来前景,及其助力新质生产力发展的有效路径。

  会上,上海交通大学“PandaX实验太阳硼-8中微子研究取得突破”、“中子散射材料表征平台——核能超级显微镜、守护工程安全的‘慧眼’” 两项成果发布,积极发挥学校在川大科学装置对科技创新的引领作用,赋能新质生产力,助力四川建设具有全国影响力的科技创新中心。

  1. PandaX实验太阳硼-8中微子研究取得突破

  大量天文学观测表明,宇宙中大约四分之一的成分是一种具有(较大)质量却很少与普通物质发生相互作用的暗物质。暗物质无法用人们已经认识的任何微观粒子来解释,研究其性质成为粒子物理和天文学最重要的研究方向之一。基于极深地下实验室的暗物质直接探测是研究暗物质性质的最有力手段之一,近年来我国在暗物质直接探测领域发力,以上海交通大学主导的PandaX液氙暗物质实验也在国际上取得了一系列领先的研究成果,并得到广泛关注。

  2024年11月7日,国际顶级学术期刊物理评论快报(Physical Review Letter)刊登了中国锦屏地下实验室PandaX实验对太阳硼-8中微子的首个测量结果,这是国际首次以较高置信度观测到了太阳硼-8中微子的低能核反冲信号,开启了液氙暗物质和中微子探测实验的新篇章。

  太阳硼-8中微子来自标准太阳模型预测的太阳内部核反应,和氙原子核可以发生中微子-核子相干散射(CEvNS)过程。此次对太阳硼-8中微子的探测是世界上首次观测到太阳中微子的CEvNS过程,标志着PandaX-4T实验的灵敏度在极低能区已经到达中微子地板,也就是说在该能区中微子的信号将成为暗物质探测的重要背景干扰,标志着人类在该能区搜寻暗物质主流候选粒子Wimps的能力接近极限,这对于推动暗物质候选粒子理论的发展具有重要的意义。

  规划中的新一代PandaX-xT实验具有数十吨级液氙探测器,将成为一个超低本底的通用观测站,能将暗物质直接探测灵敏度提高近两个数量级,也可以对其它稀有事例进行高灵敏度探索,有望大幅度推动粒子和天体物理的前沿研究。

  2. 中子散射材料表征平台——核能超级显微镜、守护工程安全的 “慧眼”

  项目团队自主设计研发,依托中物院核物理与化学研究所绵阳研究堆,合作建设了国内首台冷中子衍射工程应力谱仪“河图”与超长中子小角散射谱仪“洛书”,这两台谱仪不仅承载了我国传统文化的深厚底蕴,还体现了人们对万物因果规律的不懈追求和探索。

  “河图”谱仪于2022年1月通过验收并正式运行,其关键技术指标在全球同类型装置中处于国际先进水平,尤其在谱仪分辨率和应变测试分辨率等核心指标上,更是达到了国际领先的地位。“河图”谱仪应用广泛,能够对航空发动机单晶叶片、核反应堆结构件、深海压力容器、半导体晶圆等关键工程构件进行无损定量测试,为构件的服役安全评价和寿命预测提供重要科学依据。 

冷中子应力织构一体化谱仪“河图”

  “洛书”谱仪于2024年10月完成技术验收,该谱仪全长达46米,设计上充分发挥冷中子特点,兼顾高强度与高分辨功能,具有极宽的散射矢量测量范围,能够覆盖从微米到亚纳米量级的探测量程,其长度与量程领先于国际同类谱仪,在国际上可进行超大量程测量的装置中处于先进水平。“洛书”谱仪在探索亚纳米到微米尺度的微结构具有显著优势,能满足材料、化学、生物、物理等不同科研领域的研究需求,为解析金属、高分子、生物蛋白、功能材料的复杂结构分析提供有效手段。

  未来,“河图”与“洛书”将在材料科学、航空航天、生物医药、能源动力、人工智能等关键领域中持续发挥作用,解决一系列科学与工程难题,成为推动产业升级的强大动力,为提升我国科技综合实力和国际竞争力贡献力量。

  会上还发布了“拉索”确认首个超级宇宙线源、中国环流系列装置实现1.5兆安等离子体电流运行、肿瘤mRNA疫苗研发、低空空域目标大视场检测定位系统、高分辨率高能工业CT等近年来四川省内布局的大科学装置产出的重要成果,展示了四川大科学装置在创新策源和产业孵化的巨大潜力。

  本次会议在四川省发展和改革委员会指导下,由四川大科学装置开放合作联合会主办,四川省创新驱动发展中心、天府宇宙线研究中心、中国科学院成都分院共同承办。会议提出,四川大科学装置开放合作联合会未来将更好担当服务在川大科学装置建设运行、成果转化等使命,加快完善多方协同、相互赋能的生态体系,推动更广领域、更深层次开放合作,进一步提升创新策源能力和成果转化水平。

为四川创新创造、产业升级提供有力的科技和人才支撑