大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)裝置完成科學(xué)使命退役。記者孫自法 攝

作為中國第一代中微子實(shí)驗(yàn)裝置，大亞灣實(shí)驗(yàn)由中國科學(xué)院高能物理研究所(中科院高能所)主持，是中美兩國在基礎(chǔ)研究方面迄今最大的國際合作項(xiàng)目，中方承擔(dān)全部實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和一半的探測器研制，美方承擔(dān)約一半的探測器研制，俄羅斯、捷克，中國香港和中國臺灣都對實(shí)驗(yàn)建設(shè)和科學(xué)研究做出重要貢獻(xiàn)。

中科院高能所介紹說，大亞灣實(shí)驗(yàn)運(yùn)行以來收獲豐碩科學(xué)成果：2012年3月，該實(shí)驗(yàn)國際合作組宣布發(fā)現(xiàn)一種新的中微子振蕩，并以前所未有的精度，測得其振蕩大小為0.092，誤差為0.017，無振蕩的可能性僅為千萬分之一。這一重大發(fā)現(xiàn)對于研究物質(zhì)本原和宇宙起源，理解宇宙中反物質(zhì)消失之謎具有重要意義，在國際高能物理界引發(fā)強(qiáng)烈反響。

目前，大亞灣實(shí)驗(yàn)中微子振蕩振幅的測量精度已從2012年的20%提高到3.4%，預(yù)期最終精度將好于3%。這是自然界的基本參數(shù)，其精確測量具有重要科學(xué)價(jià)值。在未來幾十年，該精度不會被其他實(shí)驗(yàn)超越。

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)裝置完成科學(xué)使命退役。記者孫自法 攝

大亞灣實(shí)驗(yàn)還精確測量了反應(yīng)堆中微子能譜，發(fā)現(xiàn)與理論模型相比，存在兩處明顯反常，未來需要進(jìn)一步研究。此外，大亞灣實(shí)驗(yàn)給出了低質(zhì)量區(qū)惰性中微子最好的限制，基本排除之前兩個(gè)美國實(shí)驗(yàn)給出的這個(gè)假想新粒子的存在空間。

大亞灣實(shí)驗(yàn)裝置退役儀式當(dāng)天在實(shí)驗(yàn)站現(xiàn)場舉行，該實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)支持單位代表、同行專家、合作組成員代表共同見證，國際合作組成員通過網(wǎng)絡(luò)會議參加。大亞灣實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人、中科院高能所長王貽芳院士簡要回顧大亞灣實(shí)驗(yàn)的17年歷程，并按下停止運(yùn)行按鈕。大亞灣實(shí)驗(yàn)美方發(fā)言人陸錦標(biāo)教授總結(jié)實(shí)驗(yàn)取得的多個(gè)重要科學(xué)成果。大亞灣實(shí)驗(yàn)中方發(fā)言人曹俊研究員主持退役儀式。大亞灣實(shí)驗(yàn)停機(jī)退役的過程還進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)直播，向大眾科普中微子前沿知識。

王貽芳院士表示，大亞灣實(shí)驗(yàn)使科學(xué)家對物質(zhì)世界的基本規(guī)律有了新的認(rèn)識，該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的中微子振蕩振幅比預(yù)期要大得多，為未來中微子研究指明了方向。新一代的大型中微子實(shí)驗(yàn)裝置因此得以開始建設(shè)，包括中國的江門中微子實(shí)驗(yàn)、美國的“沙丘”實(shí)驗(yàn)(DUNE)和日本的頂級神岡實(shí)驗(yàn)(HyperK)。

他透露，江門中微子實(shí)驗(yàn)預(yù)期2022年完成建設(shè)，在不遠(yuǎn)的將來，將揭開中微子質(zhì)量順序的謎底，并在中微子振蕩參數(shù)的精確測量、天體中微子、地球中微子、新物理尋找方面取得國際領(lǐng)先的科學(xué)成果。

據(jù)了解，大亞灣實(shí)驗(yàn)裝置退役后，將按計(jì)劃進(jìn)行設(shè)備拆卸撤場工作，預(yù)計(jì)在半年內(nèi)完成。之后，實(shí)驗(yàn)場地將正式移交給中微子實(shí)驗(yàn)所在的中廣核集團(tuán)，由其進(jìn)行后續(xù)開發(fā)利用。

中微子是宇宙中最古老、數(shù)量最多的物質(zhì)粒子，從宇宙誕生的大爆炸起就充斥在整個(gè)宇宙空間。太陽、地球、超新星、宇宙線、核反應(yīng)堆，甚至人體都在不停地產(chǎn)生中微子，每秒鐘都有億萬個(gè)中微子穿過人們的身體，但無法察覺，它幾乎不與任何東西發(fā)生反應(yīng)，甚至可以輕松穿過整個(gè)地球。

十幾年前，通過對太陽中微子和大氣中微子的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，中微子有一個(gè)神奇的特性，能夠在飛行中從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種，即“中微子振蕩”，獲得這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)成果的兩位科學(xué)家被授予2015年諾貝爾物理學(xué)獎。 (記者 孫自法)