我们是中微子“捕快”_新闻台

好一群“金色的蚂蚁”。

　　唐晓摄

　　阅读提示

　　闻名世界的深圳大亚湾核电站里，有一群默默无闻的“地下工作者”。

　　工作地点，距离核反应堆360米、深入地下100米；唯一任务，捕捉无处不在却神秘难测的中微子。他们是谁？他们是一群坚守在闷热潮湿的寂静岩洞、奋斗在粒子物理研究前沿的勇士。

　　日前，记者来到南海之滨的大亚湾，深入岩洞，一探究竟。

　　智擒“隐形客”

　　探求中微子最后未解的振荡模式

　　要认识他们，先要认识中微子。

　　它是什么？人类至今无法精确描述，只知道，它与宇宙同龄，是物质世界最基本的粒子之一，取名“中微子”。每平方厘米地面，每秒钟内会落下约10万亿个中微子。

　　揭开它的神秘面纱，将改变人类对物质的认识，了解宇宙演变的诸多秘密。最近20多年，世界上有6位研究中微子的科学家获得诺贝尔奖。

　　中国的大亚湾中微子实验，测量的是中微子的“第三种振荡模式”。中科院高能物理研究所所长、大亚湾中微子实验项目工程负责人王贻芳解释，所谓“第三种振荡模式”，是中微子最后一个未被破解的振荡模式，即最后一个未知的混合角，称为θ13，其数值的大小决定了未来中微子物理研究方向，并与宇宙“反物质消失之谜”有关。

　　“实际上，我们是进行中微子消失的检测。”为了解开记者心中的疑团，大亚湾中微子实验电子学系统负责人王铮研究员亲自驾驶电瓶车，带记者缓缓进入地底深处岩洞，一边参观，一边介绍。

　　大亚湾核反应堆产生海量的中微子。两个近点探测器测量其初始通量，远点探测器寻找预期中的通量减少。只有准确记录远、近探测器的通量差别和能量分布，才能测量中微子混合角θ13。

　　探测中微子是一项基础研究，有什么实际用途吗？“眼前没有，未来或许很多。”王铮笑着说：“中微子具有传播中损耗小、穿透力强、难以捕捉、不易被改变等特点，适合传播信号、扫描地质等。高能加速器产生10亿电子伏特的中微子穿过地球时只衰减1％。。”

　　今年8月15日，安装在大亚湾地下的探测器，成功探测到来自核电站反应堆的中微子，专家预测，要测量θ13到1%的精度，大约需要两年取数时间。

　　世界“大比武”

　　中国从世界8个方案中脱颖而出

　　探测中微子，是人类与自然的较量，也是国际粒子物理学界的合作与竞技。

　　中微子能穿岩破壁，以光速直飞，几乎不与其他物质发生反应，极难捕捉到。要让它“现身”，必须用高精度探测器，在中微子流量大的地方测量。

　　“大亚湾核电站恰好具备这两个条件。”负责设备安装的高级工程师唐晓说：“这里中微子流量大，宇宙线干扰少。”

　　8年前，中国科学院高能物理研究所提出，利用大亚湾独一无二的地理条件开展中微子测量实验。这一方案立即得到国际同行的支持，从全世界8个实验方案中脱颖而出。美国能源部放弃支持本国两个实验方案，转而支持美国科学家加入大亚湾实验项目。

　　大亚湾中微子实验，成为中美在基础研究领域规模最大的合作项目之一，也是美国能源部在国外投资额度第二大的粒子物理实验项目。中方投资1.6亿元，美方投资了相当于8000万元人民币的设备。

　　一批精兵强将迅速在大亚湾“集结”。在美国费米实验室工作的曹俊、李小男接到中科院高能所的邀请，立即回国，投身大亚湾中微子实验项目。“这是一个难得的机遇。”现任大亚湾项目中方主管的李小男并不后悔当初的选择。

　　2006年，大亚湾国际合作组成立。5年来，长期驻守大亚湾的骨干保持二三十人，先后参与轮值的科研人员达250余人，来自6个国家和地区的39个研究机构。

　　大亚湾中微子实验中一半的人员来自美国，包括布鲁克海文国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、加州理工学院、普林斯顿大学等16家世界一流的科研院所。中美各承担了约一半的探测器任务，负责的部件接口众多，双方必须紧密配合。中国与美国的时差大，大亚湾的晚上正好是美国的白天。为了与美方专家讨论，大亚湾实验项目研究人员大多白天上班，晚上上网交流，大家早已习以为常。

　　建造“水晶宫”

　　生活单调、心灵快乐的“金色蚂蚁”

　　多数日子里，大亚湾风平浪静。

　　但是，大亚湾中微子实验项目团队的中方成员，很少有放松的感觉。

　　低成本、高设计，实验项目一开始就面临“两难”——施工难、安装难。

　　岩石地下100米，5个数十米高的地下实验厅，3100米长隧道。这样的施工环境，要求高，难度大。隧道施工中，安全完成在有特殊安全要求的核岛附近的全部3000多次爆破，全部满足国家核安全局的震动要求。然而，整个土建工程只花了9000万元。为了节省经费，大家每分钱掰开花。实验项目地下隧道只凿6米高，5.9米高的探测器钢罐刚刚能通过。

　　实验装配大厅在地下，潮湿闷热，人进去20分钟就会浑身湿透，没有水喝，没有厕所，研究人员、工程技术人员必须凭借简单的机械和人力，完成中微子探测器的装配。每个探测器内有上百个关键部件，操作稍有失误，就会前功尽弃。

　　马骁妍、唐晓两员“女将”，担当现场安装责任工程师，白天在现场组织安装，晚上编制下一步计划，分析每一组测量数据，发现问题并找出解决办法。

　　安装、调试人员每周工作6天，没有正常的节假日。一回到宿舍，只想倒头睡觉。可是，第二天一早醒来，又匆匆钻进隧道。他们在博客中自称是“金色的蚂蚁”，“在没有阳光的地下，用智慧和劳动建造了一个美丽的水晶宫。”

　　大亚湾，自然风光优美。但时间久了，寂寞、思念随之而来。

　　王志民博士刚到大亚湾时，孩子出生不到3个月，妻子独自承担一切。他两三个月不能回家，只能每晚给妻子打电话。后来，他连打电话也发憷，因为怕听到妻子的抱怨。

　　连续3年，唐晓每年一多半时间待在大亚湾。其间，远在北京的儿子经历了中考和高考、婆婆生病住院到病逝、丈夫锁骨骨折、76岁母亲独自生活……她在博客中这样写道：“连续3年的清明节我都在大亚湾，没能与家人一起去给父亲扫墓。父亲离世整整10年了，这是我心中永远的痛。 ”

　　为了省租金，团队20多人租住在远离实验地点的农民屋。年轻的，只20多岁；年龄最大的，是项目总工艺师白景芝，今年已经72岁，从项目初建至今，他每年有大半时间在大亚湾度过。

　　他们的生活单调，但心灵快乐。当θ13的上限和下限在握之时，也是他们结束长长的相思、与亲人含泪会面的幸福时刻。