他们在地下700米抓“幽灵粒子”

　　探测器中的有机玻璃球

　　中微子的中心探测器

　　19日，中国科学院高能物理研究所发布大科学装置——江门中微子实验正式运行后的首个重大科研成果。测量出描述中微子振荡的两个参数，比此前实验的最好精度提高了1.5到1.8倍。

　　要知道，这个科学装置位于广东江门的一处静谧山体深处，地下700米，中国科学家历时10余年建了一个大“玻璃球”，正在抓中微子。费这么大力气捕捉中微子，究竟是要干什么？

　　“幽灵粒子”是个啥？

　　被称为“幽灵粒子”的中微子是宇宙基本的粒子之一，也是最古老的物质粒子。现在，宇宙中每个角落都弥漫着巨量中微子，大部分为宇宙大爆炸的残留，每立方厘米大概有300个。

　　它们以接近光速运动，几乎不与任何物质相互作用，穿透能力特别强，极难被探测，因此有“幽灵粒子”之称。打个比方，地球的直径约是12700多公里，穿过地球这么厚的物质，100亿个中微子可能只会被截住一个。中微子就像宇宙留给人类的一道谜题，直到1956年，人类才首次通过核反应堆捕捉到中微子的踪迹。

　　“在构成物质世界的12种基本粒子中，中微子占了其中的3种。如果中微子有一点点质量，对于研究整个宇宙的起源、演化和发展，乃至宇宙星系的性质会有很大影响。”江门中微子实验首席科学家王贻芳说。

　　“我们的职责就是发现前人没有发现的规律，产生新知识。”怀揣着对未知的好奇，从20世纪80年代开始，王贻芳奋战在基础科学研究一线。在中国做中微子振荡实验，成为他一大心愿。

　　为何要去地下700米？

　　捕捉中微子的大科学装置长什么样？如果俯瞰，中微子的中心探测器好似一个超级大的西瓜，浸泡在44米深的水池当中，正睁大“眼睛”寻找中微子的踪迹。顶部则是面积约1000平方米的宇宙射线径迹探测器。

　　至于为何要建在地下？答案是过滤“噪音”。王贻芳表示地面上有很强的宇宙射线，会干扰对中微子的探测。700米山体和岩层就相当于过滤器，可将宇宙射线的强度大幅降低，让研究者得到纯净的中微子信号。

　　凭借一股拼劲，王贻芳带领团队研制出新型光电倍增管及其水下防爆系统；研发出高洁净度、高密封的液闪纯化系统；完成直径41.1米的不锈钢网架等关键部件的设计、研制及安装；制造出直径达35.4米的有机玻璃球……创下多个“世界之最”。

　　建成探测器仅仅是开始，真正的挑战在于，如何从海量的干扰信号中，捕捉到那些看不见的粒子。“装置主要捕捉来自台山和阳江核电站产生的中微子，每天能探测到50个左右的中微子。”王贻芳语气平缓，然而，这个数字背后却是每秒1000个事例、每天数千万数据中的精准筛选。

　　新华社发

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　　实验装置中全球最大有机玻璃球泰州造

　　本报讯（记者 赵晓勇）11月19日，江门中微子实验（JUNO）装置建设成功并发布首个物理成果。而中微子探测器的重要部件、全球最大的有机玻璃球体，正由位于泰州的汤臣（江苏）材料科技股份有限公司研发制造。

　　2017年，汤臣科技与中国科学院高能物理研究所签订中微子实验探测器大型有机玻璃球体项目。“当时全球最大的有机玻璃球直径12米，而且中微子实验用有机玻璃球，对材料控制要求极其苛刻。”汤臣科技董事长汤月生迎难而上，带领团队花了4年时间研发工艺。

　　“通过优化生产线和工序，汤臣科技的中标价仅为国外同行的六分之一。”汤月生说。2019年7月，有机玻璃球面板通过批量生产工艺评审。历经约3年时间，2022年6月，球面板、节点及部件通过首批次出厂验收。同年7月，正式进入有机玻璃球体的地下试验室安装现场，开启安装工作。