江门中微子实验中心探测器。(新华社发)
广东江门,地下700米深处。一只捕获“幽灵粒子”的“大眼”睁开不久,就带来令人振奋的好消息。
11月19日,中国科学院高能物理研究所宣布,我国大科学装置——江门中微子实验在运行两个月后就交出亮眼“成绩单”:研究人员通过对今年8月26日至11月2日共59天有效数据的分析,测量出描述中微子振荡的两个参数,精度比此前实验的最好记录提高了1.5—1.8倍。
“这不仅证明江门中微子实验的性能完全达到甚至超过设计预期,更让人类距离确定中微子质量顺序的目标近了一大步。”中国科学院高能物理研究所所长曹俊说。
中微子是构成物质世界的基本粒子之一,对于研究宇宙演化历史有重要意义。然而,这种“幽灵粒子”质量极其微小,几乎不与任何物质发生反应,非常难以探测,测量中微子振荡是目前探测中微子质量最灵敏的方法。
江门中微子实验,正是为了捕捉这些“幽灵粒子”而生的“猎手”。
中国科学院院士、江门中微子实验项目经理王贻芳介绍,江门中微子实验的探测器核心是装在巨型有机玻璃球里的2万吨液体闪烁体,这个玻璃球是目前全球最大的有机玻璃容器,让液体闪烁体的体积比国际现有最大规模增大了20倍。
“这让探测器就像一只灵敏度拉满的‘大眼’,能精准捕捉并探测中微子。”王贻芳说。
目前,中微子有大量谜团尚未解开。从日本超级神冈探测器、美国深部地下中微子实验,到加拿大萨德伯里中微子观测站,全球顶尖科研装置纷纷“亮剑”,虽技术路径不同,但目标一致——以中微子为探针,撬开人类未知的大门。
可能会有很多人不解,研究中微子对普通人有什么意义?
“中微子与我们的最直接联系,可以追溯到万物的开端。它决定了我们能否存在。”王贻芳说。
在宇宙大爆炸后的极早期,空间中曾遍布着微小的“密度涨落”,它们是未来所有星系、恒星乃至生命的原始“种子”。但如果中微子完全没有质量,它就会以光速飞驰,从而将这些珍贵的初始“种子”全部抹平。
王贻芳解释,正是因为有一点点微小的质量,中微子才得以减缓速度,允许宇宙早期的“密度涨落”被保留并放大,最终引力才能成功地凝聚出星系、银河系、太阳、地球以及人类。
“我们研究中微子,本质上是一种对自然规律的纯粹探索。它短期内可能确实没有直接的用处,但从长远来看,其价值是无法预料的。就像电刚被发现时,人们也不知道它将来能用来做什么。”曹俊说,“这正是基础研究的意义:我们先去理解世界,而改变世界的种子,往往就埋藏在这份理解之中。”
(综合新华社、《科技日报》)