中微子是宇宙中数量最多的基本粒子之一,尽管质量极其小,但会影响宇宙的起源和演化。由于中微子难以探测,需要巨大的探测器。
在广东江门,一个位于地下700米的大科学装置——江门中微子实验探测器正在进行最后的攻关建设。今天我们来认识江门中微子实验的首席科学家、中国科学院院士王贻芳。
一连串气泡,绵长、晶莹、美丽。这是玻璃胶在凝固前,奋力挣扎的痕迹。消除它,是江门中微子实验当前最重要的任务之一。
二百六十三块这样的有机玻璃板,在今年年底即将合拢,成为世界最大的单体有机玻璃球,这个极其复杂充满挑战的大科学装置,就是王贻芳和他的团队用来捕捉中微子的武器。
能在三种身份中自由“切换”的中微子,或许是宇宙的谜底之一。2001年,王贻芳开始主导中国的中微子实验。2012年3月,他牵头的大亚湾实验国际合作组宣布发现了一种新的中微子振荡模式,《科学》杂志将这一发现列为当年全球十大科学突破之一,王贻芳也成为首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家。
为了测量三种中微子的质量顺序,王贻芳又带领团队开启了江门中微子实验的建造,这是一项比大亚湾中微子实验更具挑战的工作。
中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长 王贻芳:因为大亚湾的探测器模块,一个就是100吨,我们这是20000吨。这是我们中国至少在高能物理研究当中,第一次有一个装置,真正地在科学技术和工程方面世界领先,别人没有做过,暂时也看不出谁能做得到。
巨大的有机玻璃球,就是江门中微子实验的“心脏”。它被钢架固定在一个圆柱形水池中央,球的内部,将灌满20000吨能让中微子闪烁起来的液体,玻璃球外,灌满35000吨超纯净水,用来屏蔽宇宙线和岩石的放射性本底。它的四周,还将安装40000多个光电倍增管,紧盯中微子发出的光信号。这个水池,建在距地面七百米深的岩石深处。
2023年,87岁高龄的著名物理学家、诺贝尔奖得主丁肇中,来到了这个地下700米的实验室。
中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长 王贻芳:他的第一句评价就是,他从来没见过这么大规模的这样的一个实验。他第二个评价就是,他可以想象这样一个实验这么复杂,规模这么大,很容易出错,你千万不要出错。
众人眼中的江门中微子实验,是无数个“世界第一”。在王贻芳看来,这意味着重重压力与危机,作为目前世界上正在进行的唯一一个大型反应堆中微子实验的牵头人,他攀爬数十米高的空心钢架,巡视危机可能出现的任何地方。
中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长 王贻芳:它里面是真空,破了以后,外面的水压会把真空压进去,反爆的力是非常非常大的,激波会把其它的光电倍增管都损坏。国际上发生过这样的事情,爆炸了一个,其它七千多个全碎了,这个装置重来。我们的困难可能成千上万,任何一个困难如果没有克服、没有解决,最终这个失败就是百分之一百。
目前科学家们已经知道了中微子的部分参数,谁能测出中微子的质量顺序,谁就将成为最先揭开中微子奥秘的人。王贻芳有一个梦想,就是把中国测出的中微子数据写进教科书。
中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长 王贻芳:写到教科书,让大家知道,对自然界的认识,有我们的一部分的贡献在里面。
(总台央视记者 白玛央金 帅俊全 卞晓妍 刘彤 周驰森)
责任编辑:谭言