中微子：“隐”得科学狂

透射电子显微镜 (TEM) 是高空间分辨下观察材料微观结构的有力手段之一。在高空间分辨率下（小于0.1纳米）探测材料的物理化学性质，解决凝聚态物理中的具体问题已经成为当代科学技术发展的必然趋势。由于受到物镜的一系列像差特别是其中球差的限制，传统的电子显微镜很难在亚埃尺度直接成像。提高分辨率的手段主要依赖于复杂的图像处理和计算。在上个世纪末首台球差校正器问世之后，球差校正电子显微技术得到了广泛应用，使得在亚埃尺度的高空间分辨率下直接获取结构信息成为可能。然而透射电镜仍然面临的一个重要技术难关是：由于轻元素（如：氢、锂、硼、碳、氮、氧等）的电子散射截面相对较小，传统的成像方法几乎不能直接分辨出轻原子的空间位置。
　　最近，中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）先进材料与结构分析实验室谷林研究员、段晓峰研究员、贺小庆博士与清洁能源实验室李泓研究员、胡勇胜研究员、陈立泉研究员以及德国马普固体所、日本精细陶瓷研究所、东京大学的科学家紧密合作，利用先进的球差校正扫描透射环形明场成像技术（STEM-ABF），直接在正极材料LiFePO4中观察到锂离子，并对实验条件与像衬度的关系进行了系统地讨论（Mater. Express 1, 43-50, 2011）。他们首次在部分充电的LiFePO4中观测到了锂离子的隔行脱出，类比于石墨中存在的“阶”的现象。
　　这一发现与之前提出的相边界推移、核壳结构等各类反应模型均不一致，对于深入认识这一材料的储锂机制以及“阶现象”具有重要意义。该结果发表后，为Malik Rahul等发表在Nature Mater. (10, 587-590, 2011)上的理论计算所支持。
　　以上研究工作及论文发表得到了中科院百人计划、科技部863项目的支持。
    8月15日，位于广东大亚湾核电站内的大亚湾反应堆中微子实验装置经过4年建造，在地下100米深、距反应堆仅360米的近点实验大厅内安装的两个中微子探测器已经探测到来自核电站反应堆群的中微子。这标志着大亚湾国际合作组对中微子第三种振荡模式的测量迈出了第一步，实验结果很可能会对宇宙中为什么物质多于反物质提供线索。
    它曾在灾难片《2012》里出演世界末日“最佳灾难制造者”：末日到来之时，太阳活动异常，它奔向地球，将地核像微波炉一样加热，于是火山爆发，海啸、地震、洪水将都市像玩具一样搅成碎片。
    它的神秘形踪让粒子物理学家们为之疯狂，它的每一次现身总是能在国际物理乃至整个科学界引起轩然大波。1988年、1995年、2002年，“看”到它的幸运儿们一次又一次地获得诺贝尔奖。
    当它首次进入人们的视野时，物理学“大厦”面临着“根基”——“能量守恒定律”被推翻的威胁。科学家们就此提出了它的存在，26年之后，人们终于发现了它。现在对它的研究目的更是不断升级，例如，反物质存在与否，宇宙如何演化至今，未来宇宙何去何从，这些困扰人类数千年的问题，将从它的身上一一得到答案，每个谜底都有可能改变我们对微观世界和宇宙的看法。
    2011年8月15日，它现身于我国大亚湾核电站，与我国科学家有了第一次亲密接触。国际目光再次聚焦：它就是中微子。今天，《共享科学》将为您揭开它的神秘面纱。
    中微子监测核武器制造
    中微子会伴随大多数粒子物理和核物理反应产生。一般的核反应堆进行发电用途时，同步产生的中微子流量是稳定的。现在绝大部分商用反应堆为压水堆或沸水堆，初始核燃料为浓缩度较低的铀，在运行过程中将增殖出“钚”。如果将核废料中的钚提纯，可以作为核武器原料。当利用核反应堆提取核武器原料“钚”时，产生的中微子流量会出现上升，因此，通过中微子探测器发出的信号，可以监测是否有制造核武器的可能。
    中科院高能物理研究所实验物理中心研究员曹俊，向记者介绍了这种想法在实际中的应用。为了监测核反应堆有否制造核武器，国际原子能机构支持法国、美国、俄罗斯、日本、意大利、巴西的几个小组，利用中微子探测器对商用反应堆进行非增殖监测，即当钚从堆内换走后，在相同热功率下会使平稳散出的中微子产额增加，出现数据的波动。当中微子探测器的信号显示核反应堆的中微子数据上升时，则核反应堆正在提取核武器原料钚。值得一提的是，大亚湾实验的近点探测器设计精度高，统计量大，将能够提高中微子流强的

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