“未來(lái)已來(lái)·灣有引力”網(wǎng)絡(luò)主題采風(fēng)——深入地下700米探索宇宙的奧秘

人民網(wǎng)北京7月24日電 （王婧）7月22日，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)圓滿結(jié)束。在活動(dòng)最后一天，由中央網(wǎng)絡(luò)媒體和粵港澳三地網(wǎng)絡(luò)媒體記者、網(wǎng)絡(luò)名人、高校師生代表等組成的四十多人采風(fēng)團(tuán)來(lái)到江門，深入感受粵港澳大灣區(qū)的最新建設(shè)進(jìn)展。

“我們現(xiàn)在說(shuō)話的時(shí)候，就有幾萬(wàn)億個(gè)中微子穿過(guò)我們指甲蓋大小的地方?！敝袊?guó)科學(xué)院高能物理研究所高級(jí)工程師武建華說(shuō)。

中微子是構(gòu)成物質(zhì)世界最基本的粒子之一。中微子不帶電，質(zhì)量非常輕，以接近光速運(yùn)動(dòng)，具有極強(qiáng)的穿透力且只參與非常微弱的弱相互作用。因此，中微子的檢測(cè)非常困難，是所有基本粒子中人們了解的最少的一個(gè)。

江門中微子實(shí)驗(yàn)室探測(cè)器和水池構(gòu)造。中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所供圖

江門中微子實(shí)驗(yàn)室選址于廣東省江門市開(kāi)平市，距廣東陽(yáng)江和臺(tái)山反應(yīng)堆群約53公里，在物理靈敏度分析允許的距反應(yīng)堆50至55公里范圍以內(nèi)。經(jīng)過(guò)勘探發(fā)現(xiàn)，方圓兩公里有較為完整的花崗巖，在有比較穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)保障的同時(shí)可以屏蔽一定量的宇宙射線。

江門中微子實(shí)驗(yàn)是一個(gè)以我國(guó)為主、多國(guó)參與的大型基礎(chǔ)科學(xué)研究項(xiàng)目。目前共有19個(gè)國(guó)家和地區(qū)的74個(gè)單位的700余位科學(xué)家、工程師參加。實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是利用反應(yīng)堆中微子的震蕩確定中微子質(zhì)量順序。

實(shí)驗(yàn)室將建造一個(gè)有效質(zhì)量為2萬(wàn)噸的直徑35.4米的球形有機(jī)玻璃容器，內(nèi)部將灌裝2萬(wàn)噸液體閃爍體，用于捕捉中微子發(fā)出的光。玻璃容器外設(shè)有直徑為41.1米的不銹鋼網(wǎng)架，安裝約4.3萬(wàn)只光電倍增管，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并將電信號(hào)放大形成電子脈沖。有機(jī)玻璃容器和不銹鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體稱為中心探測(cè)器，浸泡在裝有3.5萬(wàn)噸高純水的直徑43.5米的圓柱形水池中。實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)于明年4月開(kāi)始運(yùn)行，設(shè)計(jì)使用壽命為30年，預(yù)計(jì)可以準(zhǔn)確測(cè)量中微子6個(gè)震蕩參數(shù)中的3個(gè)。

“我們的初衷是探索宇宙是如何演化形成的，屬于基礎(chǔ)物理研究，它本身不具有任何的經(jīng)濟(jì)效益。但在研究的過(guò)程中，帶來(lái)了很多技術(shù)創(chuàng)新。比如光電倍增管，在此之前只有日本濱松能做，但是為了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)幾家光電器件、真空器件的企業(yè)和研究所聯(lián)合研發(fā)，成功制出了探測(cè)效率世界最高的光電倍增管。地方政府對(duì)于此實(shí)驗(yàn)室的建造提供了大力支持?！蔽浣ㄈA介紹。

科研人員需乘坐斜井人車到達(dá)700米深的地下實(shí)驗(yàn)室。人民網(wǎng) 王婧攝

實(shí)驗(yàn)室建造難度較大，地下主實(shí)驗(yàn)室55米寬50米高的跨度沒(méi)有任何支撐結(jié)構(gòu)，全部依靠巖石頂部的拱頂支撐。直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)架在安裝過(guò)程中不允許出現(xiàn)任何焊接，所以12萬(wàn)套螺栓鉚接全靠人工完成。2萬(wàn)件光電倍增管因?yàn)椴荒苡腥魏谓涌p，全部由人工吹制。

在有關(guān)宇宙演化的系列未解之謎里，中微子可能就是突破口，是打開(kāi)未來(lái)研究方向的鑰匙。如果基礎(chǔ)研究取得突破，它對(duì)整個(gè)學(xué)科都會(huì)帶來(lái)顛覆性的影響?！爱?dāng)然，顛覆性的成果往往都是無(wú)法提前預(yù)測(cè)的，只有在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中才可能發(fā)現(xiàn)存在新物理的地方。”武建華說(shuō)。