2011年，英國《自然》雜志網站報道，歐洲大型強子對撞機“撞”出了一個令人驚嘆的結果，研究人員發現了難以解釋的中微子超光速現象。

　　科幻電影《2012》中那些驚心動魄的場景可能還歷歷在目，世界末日之所以會到來，劇中科學家的解釋是：太陽爆發導致中微子開始跟物質發生反應，地球面臨崩潰。

　　2015年的諾貝爾物理學獎和基礎物理學突破獎頒給了發現中微子存在震蕩現象且擁有質量的兩位科學家。

　　過去的80年，人類對中微子的認識從無到有，取得了許多重大突破，在此領域取得成就的科學家共獲得了4次諾貝爾物理學獎。

　　日前，由中國科學院高能物理所所長王貽芳主持的“大亞灣反應堆中微子實驗發現的中微子振蕩新模式”獲得國家自然獎一等獎。

　　這個神秘的“小家伙”再次引起人們的關注。那么，什么是“中微子”，它有什么特質，研究它又有什么樣的意義呢？

　　王貽芳院士解釋到：“小小的中微子，是構成物質世界的基本粒子之一，在微觀的物質世界和宏觀的宇宙中起著非常重要的作用，是聯系物理學、天文學、宇宙學和天體物理學的重要紐帶?！?/p>

　　大亞灣實驗：進入中微子基礎科學研究“富礦”

　　從2006年開始，一群從事粒子物理研究的中國科學家和工程師們在大亞灣核電基地開始了他們艱苦而偉大的研究之路。

　　2012年3月8日，他們將數年艱辛努力的成果捧到了世人面前——發現一種新的中微子振蕩，并且精確測出了它的振蕩幾率θ13。這個舉世矚目的科研成果，為未來的中微子研究指明了方向。

　　大亞灣中微子實驗發現新的中微子振蕩模式，這一科學成果被美國《科學》雜志評選為2012年度十大科學突破，并評價為“如果物理學家無法發現超越希格斯玻色子的新粒子，那么中微子物理可能會代表粒子物理學的未來。大亞灣實驗的結果可能就是標志著這一領域起飛的時刻?！?/p>

　　美國《自然雜志》在線評論：“這個曾經可望而不可即的參數，現已被首次精確地測量?！?/p>

　　大亞灣實驗發現了新的中微子振蕩模式，精確測量了其振蕩參數13，推動了中微子研究進入新的發展階段，是我國對中微子振蕩研究的首次嘗試，是我國進入中微子這個基礎科學研究“富礦”的肇始。

　　對于大亞灣中微子實驗，王貽芳認為有兩個重大意義：首先，它是我國首次研制的低能量、低成本、高精度的大型探測器，大大提升了我國在相關領域的技術水平，提高了我國科學家在國際領域的話語權；其次，大亞灣中微子實驗的建設涉及各種頂尖技術，從分布式延遲爆破、震動監測，到大型精密儀器、化學化工、真空、高速讀出電子學等，可以管窺我國近年來實驗科學的進步和工業水平的提高。

　　王貽芳介紹說，大亞灣實驗站將持續運行3—5年，可把中微子混合角θ13的測量精度提高到4%左右。在未來至少二三十年內，都很難再有實驗超過大亞灣的測量精度。

　　國際合作項目典范：關鍵技術掌握在自己手中

　　2003年，為了測量最后一個未知的中微子混合參數，法國、日本、韓國等都競相提出實驗方案。由中科院高能物理研究所提出的大亞灣中微子實驗是其中之一，最終中方的方案脫穎而出。

　　這項實驗得到了科技部、中國科學院、國家自然科學基金委、廣東省、深圳市和中國廣東核電集團的支持，6家單位共同出資1.57億元人民幣，加上美國等其他國家和地區的出資，使其成為中國基礎科學領域最大的國際合作項目。

　　2006年年初，來自不同國家和地區、10多個研究單位的60名科研人員構成了初始的大亞灣反應堆中微子實驗國際合作組。

　　據介紹，項目建設過程中，中國科學家解決了多模塊探測器設計、水屏蔽設計、反射板設計等大量技術難題，以出色的工作贏得了國際同行的認可和尊重。

　　王貽芳介紹，大亞灣實驗“以我為主”體現在三個方面：實驗方案全部采取了中科院高能所的設計方案；在項目建設中，牢牢地把關鍵技術掌握在自己手中；完整獨立地掌握了實驗數據全部分析過程，最終發表的文章中采用的也是高能所的結果。

　　“我們的聲音越來越被重視?！蓖踬O芳說，“當項目開始并取得良好進展后，我們收到粒子物理國際學術會議的大會報告邀請顯著增加，甚至明顯感到國際同行對我們的態度完全不一樣了?！?/p>

　　聯合的力量取得了中微子探測的成果，但在這一規模龐大的國際合作項目中，中國的科學家們無疑作出了最重要的貢獻，他們的創新實力和實驗成果，為中國的高能物理界爭得了榮譽。“過去是我們出國學習，現在別人來參加我們的實驗?！蓖踬O芳說，大亞灣實驗將中國的中微子研究帶入了國際前沿，極大提升了中國在探測器設計和建造方面的國際聲譽，并且提高了中國高新技術產業的水平。

　　技術創新：解決世界級難題

　　在大亞灣中微子實驗中包含了多項科技創新：

　　該實驗是唯一采用統一實驗室多模塊探測器的中微子實驗，提高了精度與可靠性，該設計得到了國際上的廣泛關注與贊同；

　　首次提出在探測器內的上下都采用反射板，大大節省了造價；

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　　在王貽芳看來，以中方為主導研發的液閃是整個實驗中技術創新的一大亮點。

　　液閃要求長時間澄清，讓無機物釓與有機物烷基苯穩定混合在一起，并保持長期透明，一直是科學界的一大難題。法國的CHOOZ實驗，因為液閃只使用了100天就變得渾濁，被迫終止。因此可以說，配制液閃是工程建設中的關鍵技術問題。

　　實驗首次研制了性能優異的、基于烷基苯的摻釓液體閃爍體，解決了一直以來困擾科研人員的液閃使用壽命問題。針對摻釓液體閃爍體的關鍵技術環節，中美等各方曾經提出了多個方案，原則是“誰的方案好就用誰的”，經過討論和第三方的“盲評”，中方的方案最終勝出，成為項目組一致公認的選擇。

　　王貽芳解釋說：“液閃是大亞灣中微子實驗中的核心，成功研制新型摻釓液閃及大規模制備方法，解決了摻釓液閃不穩定的國際難題?！?/p>

　　大亞灣中微子實驗所測得的較大的θ13值，預示著中微子的全部奧秘有望在不久的將來被徹底揭開。王貽芳說：“下一代中微子實驗——江門中微子實驗已完成規劃與設計，正在緊鑼密鼓地進行，預計2020年項目建成，項目可運行30年，該項目標志著中微子發展的重大方向?！保ㄓ浾?高瓔瓔）

國際合作、協同創新 探索中微子基礎科學“富礦”

圖文簡介

2011年，英國《自然》雜志網站報道，歐洲大型強子對撞機“撞”出了一個令人驚嘆的結果，研究人員發現了難以解釋的中微子超光速現象。大亞灣中微子實驗發現新的中微子振蕩模式，這一科學成果被美國《科學》雜志評選為2012年度十大科學突破，并評價為“如果物理學家無法發現超越希格斯玻色子的新粒子，那么中微子物理可能會代表粒子物理學的未來。大亞灣實驗發現了新的中微子振蕩模式，精確測量了其振蕩參數13，推動了中微子研究進入新的發展階段，是我國對中微子振蕩研究的首次嘗試，是我國進入中微子這個基礎科學研究“富礦”的肇始。技術創新：解決世界級難題在大亞灣中微子實驗中包含了多項科技創新：該實驗是唯一采用統一實驗室多模塊探測器的中微子實驗，提高了精度與可靠性，該設計得到了國際上的廣泛關注與贊同。