中国科学家核电站旁掘地3000米寻幽灵粒子(组图)

大亚湾实验项目三号实验大厅  

图为运行取数中的一号实验厅 人民网记者赵竹青

　　不久前，我国刚刚诞生了一项重大物理成果。大亚湾国际合作实验首次发现了中微子的第三种振荡模式，并获得了精确的测量数值。大亚湾中微子实验的新发现不仅令全世界科技工作者为之振奋。

　　最“热”中微子

　　中微子，是构成物质世界的基本粒子。恒星内部的核反应，超新星的爆发，宇宙射线与地球大气层的撞击，核反应堆的运行，以至于地球上岩石等各种物质的衰变，都能产生中微子。每秒钟，都有几万亿个中微子自由地穿过人体。

　　虽然中微子无所不在，但是由于穿透力极强，而且几乎不与其它物质发生相互作用，很难被探测到，因此它也是基本粒子中人类所知最少的一种。提出中微子存在假设的奥地利物理学家泡利甚至说：“天啊！我预言了一种永远找不到的粒子。”所以有人称之为“幽灵粒子”。它像一只看不见的手，控制着微观世界的基本规律。

　　小小的中微子在微观物理粒子规律和宏观的宇宙演化中都有着重要地位，甚至可能与宇宙中的反物质消失之谜有关。因此，对它的研究远远超出了粒子物理的范畴，是粒子物理、天体物理、宇宙学、地球科学的交叉与热点学科。

　　经过六十多年的科研探索，中微子研究取得了巨大进步，先后有三次重大进展获得了诺贝尔物理学奖。尽管如此，至今仍有许多关于中微子的谜团尚未解开。其中，首要亟需解决的问题就是精确测定中微子混合参数θ13.

　　由于这个数值的不确定性，中微子物理研究目前已经走到了一个岔路口，如果这个值很小或者没有，那么全世界研究中微子的科学家们将共同面临一个尴尬局面：不知道未来中微子研究该向何方发展。可以说，θ13数值的大小决定了未来中微子物理研究的发展方向。

　　大亚湾实验便是瞄准了θ13的精确测量。因此，在大亚湾地下100米进行的中微子实验，受到全世界粒子物理学家的热切关注。

　　这个难以捉摸的参数首次被精确测量，极大地振奋了国际高能物理界。实验成功后，多个国际顶尖机构纷纷发来贺电。

　　美国Arogonne国家实验室物理部主任Harry Weetrs教授表示，“现在，我们终于可以更精确的部署未来的中微子研究计划了”。

　　日本T2K大型粒子探测实验的发言人表示，中微子震荡实验带来的光明前景令人激动不已，“或许在我们有生之年就可以揭开物质层次的奥秘。”

　　基础研究就是这样，或许现阶段看似“不实用”，但却可能成为千百年后各种重大发现诞生的摇篮。

　　“拼抢”得“险胜”

　　关于这个值的测量，国际上曾提出了8个较为成熟的实验建议，最终进入建设阶段的共有3个：中国的大亚湾实验、法国的Double Chooz实验和韩国的RENO实验。

　　从一开始，我们就站在了国际竞争的跑道上。

　　在大亚湾实验发布结果后的一周，韩国也发布了类似的实验结果。

　　经历了漫长的建设过程，大亚湾实验最后以一周的时间之差取得了领先，这其中，凝结着许多人辛勤的汗水，更凝结着中国科学家的智慧与远见。

　　大亚湾实验早在2003年就提出了实验和探测器设计的总体方案；经过各种前期考察、论证，于2006年获得批准，正式立项；2007年10月破土动工，期间克服了重重前所未遇的困难，安全完成了核岛附近3000多次爆破、3000米地下隧道和5个地下实验厅的基础建设，完成了6个中微子探测器的研制和装配。

　　参与单位多、异地建设等因素给工程带来了相当大的困难。

　　为了保证安全万无一失，隧道建设比预计延误了约2年时间，国际上一度认为中国不可能第一个得到实验结果。

　　在进度“落后”的情况下，大亚湾项目组科研、工程人员在探测器安装、取数计算等工作上，生生“抢”回了一年时间，赶在竞争对手前第一个发表了实验结果。
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