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“此時(shí)此刻，光是你的指甲蓋大小的面積就已經(jīng)有千萬(wàn)億個(gè)中微子穿透了?！?/span>

中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界的12種基本粒子之一，有大量謎團(tuán)尚未解開(kāi)。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所高級(jí)工程師物理學(xué)博士武建華說(shuō)道，如果把中微子像激光一樣聚在一起，能量足夠高的話(huà)，可以定向地穿過(guò)核彈，使核彈失效，“就有點(diǎn)像《三體》里面的一些現(xiàn)象?！?月22日，由廣東省委網(wǎng)信辦聯(lián)合廣東省大灣區(qū)辦主辦的“未來(lái)已來(lái)·灣有引力”網(wǎng)絡(luò)主題采風(fēng)活動(dòng)走進(jìn)江門(mén)，深入地底探宇宙奧秘，看國(guó)之重器背后的支撐力量。

▲正在建設(shè)中的江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)裝置。

工期十年

實(shí)驗(yàn)裝置地下建筑系國(guó)內(nèi)最大地下硐室　

江門(mén)開(kāi)平，人杰地靈之處，沿著斜井軌道，如水晶球般的探測(cè)器正靜臥于地底700米處，這里就是能捕獲“幽靈粒子”的國(guó)之重器藏身地—江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)室。

中微子無(wú)處不在，以接近光速運(yùn)動(dòng)，很難與物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此非常難被捕獲，被稱(chēng)為“幽靈粒子”。江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)室正建造一個(gè)有效質(zhì)量為2萬(wàn)噸的球形液體閃爍體探測(cè)器，外形如同巨大的玻璃球般，玻璃球的外側(cè)正在安裝光電倍增管（PMT），將用于捕獲“幽靈粒子”穿過(guò)時(shí)發(fā)出的光，建成后將是世界上探測(cè)效率最高的中微子探測(cè)器。

值得留意的是，近日，兵器工業(yè)集團(tuán)有兩個(gè)產(chǎn)品入選100件新時(shí)代見(jiàn)證物名單，其中就包括了光電倍增管。

“在我們研發(fā)出來(lái)之前，世界上只有日本濱松能做，當(dāng)時(shí)我們要采購(gòu)2萬(wàn)個(gè)，他們要價(jià)很高，我們根本承擔(dān)不起。” 2013年，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)室剛立項(xiàng)，剛畢業(yè)的武建華就應(yīng)聘到了該項(xiàng)目中。面對(duì)遠(yuǎn)超預(yù)算的采購(gòu)價(jià)，高能所聯(lián)合了國(guó)內(nèi)的幾家研究單位和企業(yè)共同研發(fā)，最終研發(fā)成功，打斷了日本濱松的國(guó)際壟斷，2萬(wàn)支中有1.5萬(wàn)支是用的國(guó)產(chǎn)PMT,目前，這些國(guó)產(chǎn)自研的光電倍增管正一個(gè)個(gè)被安裝在探測(cè)器上。

“聽(tīng)說(shuō)日本那邊新的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃采購(gòu)我國(guó)的光電倍增管，我們準(zhǔn)備返銷(xiāo)了。”武建華說(shuō)到，“基礎(chǔ)物理研究本身沒(méi)什么經(jīng)濟(jì)效益，但在做基礎(chǔ)物理研究的過(guò)程中會(huì)發(fā)展出很多新的技術(shù)。”

“做這種大科學(xué)裝置其實(shí)是很困難的，一個(gè)項(xiàng)目生命周期一般都要10年，或者更長(zhǎng)的時(shí)間，我第一次來(lái)到這里的時(shí)候，地面還是一片皇帝柑的果園。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)后，每天只能捕獲五六十個(gè)中微子事例，一些物理目標(biāo)的研究可能需要五六年時(shí)間才能積累足夠的數(shù)據(jù)量?！蔽锢韺W(xué)出身的武建華參與江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)以來(lái)，“在江門(mén)待的最長(zhǎng)時(shí)間一年有300多天?！?/p>

“一開(kāi)始選址的時(shí)候看了很多地方，根據(jù)物理學(xué)家的計(jì)算，距離反應(yīng)堆50-55公里的范圍內(nèi)是最適合中微子質(zhì)量順序測(cè)量研究的，最后圈在江門(mén)開(kāi)平是因?yàn)檫@里距陽(yáng)江和臺(tái)山核電站的距離是53公里，并且這個(gè)山下面有方圓兩公里的比較完整的花崗巖，具備我們?cè)诘叵峦诙唇▽?shí)驗(yàn)室的條件?！艾F(xiàn)在我們所處的地下實(shí)驗(yàn)大廳是國(guó)內(nèi)最大跨度的地下硐室?！?/p>

▲采風(fēng)團(tuán)參觀中微子實(shí)驗(yàn)裝置。

目前，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)室探測(cè)器建設(shè)已大約完成一半，明年四月之前完成全部探測(cè)器的安裝并開(kāi)始灌裝液體，預(yù)計(jì)明年年底前開(kāi)始運(yùn)行。

從選址到現(xiàn)在即將建成，歷時(shí)十年，“等到真正的有成果出來(lái)，被同行、被國(guó)際認(rèn)可說(shuō)中國(guó)有這么一個(gè)中微子實(shí)驗(yàn)，那我就感到挺自豪的。”武建華說(shuō)。

灣區(qū)新時(shí)代

接力大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)室

十年聚變，沉睡在國(guó)內(nèi)最大地下硐室的國(guó)之重器即將喚醒，科研碩果正加速孕育中，灣區(qū)新時(shí)代到來(lái)。

江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)室就是接力大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)室，位于深圳的大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)室，在2012年成功發(fā)現(xiàn)了中微子的第三種震蕩模式，這是中國(guó)誕生的一項(xiàng)重大物理成果，被稱(chēng)為中微子物理的一個(gè)里程碑。

中微子在宇宙演化、太陽(yáng)及超新星中微子的產(chǎn)生與傳播、各種長(zhǎng)基線中微子振蕩等方面有重要影響，是研究天體和地球內(nèi)部的探針，將在檢驗(yàn)超新星爆發(fā)機(jī)制、驗(yàn)證地球物理模型、研究太陽(yáng)物理等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

“如果它攜帶的能量足夠大的話(huà)，破壞力還是很強(qiáng)的。”據(jù)武建華介紹，理論上，如果能像激光一樣產(chǎn)生中微子的束流，能量足夠高的話(huà)，可以定向地穿過(guò)核彈，使核彈不良爆發(fā)或者失效，“就有點(diǎn)像《三體》里面的一些現(xiàn)象?！?/p>

在《三體》中的其中一位主人公就是研究粒子物理，研究粒子物理一個(gè)途徑是觀測(cè)宇宙射線。中微子研究是粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)、地球科學(xué)等學(xué)科的交叉。

“中微子未來(lái)的一個(gè)應(yīng)用方向是用于通訊，因?yàn)樗侵本€傳播的，如果把帶有信息編碼的中微子朝著一個(gè)方向去發(fā)射、去接收，然后把它給破譯出來(lái)，信息就會(huì)獲取到了，會(huì)大大提高通訊效率?！蔽浣ㄈA介紹到。

來(lái)源：南方都市報(bào)