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加强基础研究战略性、前瞻性、体系化布局,提高基础研究投入比重,加大长期稳定支持。
——摘自“十五五”规划建议
2025年8月,当位于广东的江门中微子实验装置顺利建成时,我在实验站现场的控制室里,看着控制屏上的数据流,心中百感交集。这一刻,我们等了10多年。
中微子因极难探测,被称为“幽灵粒子”。作为从大亚湾中微子实验就开始研究“幽灵粒子”的科研人员,我深知江门实验的意义——我们要以全新的精度测量中微子振荡,破解其质量顺序的谜题。项目初期,实验室还是一片正在开挖的“山体”,我们戴着安全帽在施工现场忙碌,通过模拟计算和理论研究,为探测器研发和性能研究做准备。
2022年,随着土建工程结束,地下实验大厅正式交付,我们开始了探测器的安装工作。那段时间,我频繁往返于北京和江门之间。最紧张的是2024年12月到2025年2月,我在江门连续工作了近3个月,每天都要处理探测器的状态监控、任务分配和各种突发状况。那段时间,工作和生活的界限变得非常模糊,脑子里装的都是探测器的事。
2025年8月22日晚上,我记得格外清楚。当时我们正在进行有机玻璃球内液闪的置换工作,依靠传统方法无法精确判断完成时间。我提出了一个方案:利用放射源沿导轨滑动,通过测量计数率变化来反推液面高度。结果令人惊喜——我们不仅看到了液面持续下降的趋势,还预测出完成时间在晚上10点左右。最终,液闪在晚上10点12分被完全抽出,这个方法的精度比传统方法提高了约100倍,让整个团队信心大增。
江门中微子实验是一个国际合作项目,来自17个国家和地区的700多名科研人员参与其中。欧洲团队贡献了不少探测器部件,泰国、巴基斯坦等国家的团队也深度参与,这种跨越国界的科研合作,让我们深深感到了“科学无国界”。
2025年11月19日,我们发布了首个物理成果。通过数据分析,我们将中微子振荡参数的测量精度提高了1.5到1.8倍。这个结果证明,探测器的性能完全符合设计预期。这只是一个开始——未来3到5年,我们有望将测量精度提升到更高水平。
有人问,中微子研究离日常生活那么远,为什么要投入这么多资源?我觉得,基础科学研究的价值往往需要时间来证明。中微子研究不仅能够帮助我们理解宇宙的基本规律,还可能在未来带来意想不到的发现。比如,通过探测地球中微子,我们可以分析地壳和地幔中的放射性元素含量;通过捕捉超新星中微子,能研究恒星爆发的机制。这些研究正在为地球科学和天体物理开辟新的方向。展望“十五五”,我们将继续聚焦中微子质量顺序这个核心问题,同时拓展地球中微子、超新星中微子等交叉研究。
江门中微子实验装置的设计使用寿命是30年,我们将继续攻关,捕捉“幽灵粒子”的踪迹,为探索宇宙的基本规律贡献力量。
(作者于泽源,为中国科学院高能物理研究所实验物理中心中微子组组长,记者姜晓丹采访整理)
