江門中微子實驗室的實驗裝置。
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????“我們的身體，每秒鐘有億萬個中微子穿過，但人們從未感受過它們的‘親密接觸’……”在江門中微子實驗室，通過研究中心工作人員的講解，參觀人員對中微子的知識有了更多了解。????江門中微子實驗室，位于開平市金雞鎮(zhèn)，是由中國科學(xué)院和廣東省共同建設(shè)的大科學(xué)裝置，以測定中微子質(zhì)量順序、精確測量中微子混合參數(shù)，研究超新星、地球及太陽中微子，尋找質(zhì)子衰變、不活躍中微子等為科學(xué)目標(biāo)。
????在這里，誕生了多個“世界之最”，如世界最大的有機玻璃容器、世界最透明的液閃、探測效率世界最高的光電倍增管等。
????仰觀宇宙之大，俯察微子之妙。本期“江門科普教育基地行”走進(jìn)建設(shè)中的江門中微子實驗室，了解科學(xué)家將如何在地下700米深處探索宇宙奧秘，捕捉中微子。
????文/圖 江門日報記者 李銀換 呂勝根
????A 揭開江門中微子實驗室的神秘面紗
????對于很多人來說，這個在地下700米的中微子實驗室非常神秘，也有一些疑問想得到解答。近日，通過實地探訪，以及科學(xué)家的講解，我們找到了一些問題的答案。
????第一個問題，中微子有什么特點？
????中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、開平中微子研究中心主任李小男介紹，中微子的特點就是“看不見摸不著”，因為它與物質(zhì)發(fā)生作用非常弱，所以我們很難捕捉和感覺到它，但是中微子在宇宙是構(gòu)成物質(zhì)世界中最基本的粒子之一。中微子個頭小、不帶電、來無影去無蹤，可輕易穿透人體和地球，被人叫作“幽靈粒子” 。直到1956年，美國科學(xué)家才首次從實驗中發(fā)現(xiàn)中微子。
????第二個問題，為什么選擇在江門開平金雞鎮(zhèn)地下700米深處修建中微子實驗室？
????李小男表示，核反應(yīng)堆是地球上產(chǎn)生中微子最集中的位置。江門市距離陽江、臺山兩處核電站均為53千米，兩大反應(yīng)堆全面建成后總功率居世界第一，可獲得雙倍的實驗樣本?？梢哉f，這里是目前全球最適合做中微子實驗的地方。由于地面上有很強的宇宙射線，會干擾對中微子的探測。700米的山體和巖層就相當(dāng)于過濾器，可將宇宙射線的強度大幅降低，從而得到純凈的中微子信號。
????第三個問題，江門中微子實驗的物理目標(biāo)和實驗意義是什么？
????“江門中微子實驗室正是國家為研究中微子而建設(shè)的大科學(xué)裝置。對其展開研究，我們就可能發(fā)現(xiàn)宇宙誕生之初的秘密?！崩钚∧姓f，江門中微子實驗研究的內(nèi)容非常豐富，比如，它可以管中窺豹，研究地球、太陽以及宇宙中的一些天體，找出宇宙的起源、進(jìn)化等方面的信息。
????B 在地下700米直擊“國之重器”
????在江門中微子實驗室工作人員的陪同下，記者來到豎井口，進(jìn)入礦用升降機，在黑暗中垂直下行經(jīng)過約5分鐘，抵達(dá)這座位于地下700米的大型“密室”。在這里可以看到，如水晶球般的探測器正靜臥于地底700米處，這里就是能捕獲“幽靈粒子”的國之重器藏身地——江門中微子實驗裝置。
????初見深入地下700米的大型實驗裝置，仿佛置身于科幻電影中一樣，直徑41米的不銹鋼框架構(gòu)成了主探測器，這是國內(nèi)最大單體不銹鋼主結(jié)構(gòu)，也是世界上最大的單體有機玻璃結(jié)構(gòu)，整個探測器的直徑達(dá)35米，共由263塊有機玻璃拼接而成，每一塊玻璃板的厚度有120毫米，共同組成“薄如雞蛋”的玻璃球。
????李小男介紹，這個“玻璃球”的實驗原理是有機玻璃球外側(cè)布滿了光電倍增管，當(dāng)中微子穿過液體閃爍體時會產(chǎn)生熒光，這個熒光就會跑出有機玻璃球外，被光電倍增管吸收轉(zhuǎn)化成電子，產(chǎn)生的電信號數(shù)字化后傳送到電子學(xué)間，收集到的數(shù)據(jù)會存到我國北京和意大利兩個數(shù)據(jù)中心，供合作成員分析和研究。
????中微子還有大量謎團(tuán)尚未解開，對它的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了粒子物理的范疇，它是粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)、地球科學(xué)的交叉與熱點學(xué)科。對中微子的研究，可能會是人類了解宇宙起源的一把鑰匙。這將會是人類在物理學(xué)上的又一次進(jìn)步。
????★現(xiàn)場科普
????神秘的中微子：宇宙中的“隱形人”
????構(gòu)成物質(zhì)世界最基本的粒子有12種，包括6種夸克（上、下、奇異、粲、頂、底），3種帶電輕子（電子、繆子和陶子）和3種中微子（電子中微子、繆中微子和陶中微子）。
????中微子不帶電，質(zhì)量非常輕（小于電子的百萬分之一），以接近光速運動。中微子只參與非常微弱的弱相互作用，具有極強的穿透力，被稱為宇宙中的“隱形人”。可輕松穿過地球或者太陽，因此中微子的檢測非常困難，在所有基本粒子中，人們對中微子了解最少。實際上，大多數(shù)粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產(chǎn)生，例如核反應(yīng)堆發(fā)電（核裂變）、太陽發(fā)光（核聚變）、天然放射性（貝塔衰變）、超新星爆發(fā)、宇宙射線等等。宇宙中充斥著大量的中微子，大部分為宇宙大爆炸的殘留，大約為每立方厘米300個。
????中微子有大量謎團(tuán)尚未解開，包括它的質(zhì)量大小和起源、磁矩和CP破壞的大小等。
