在探索宇宙奧秘的征途中，科學家們的目光并未局限于浩瀚星空，反而深入地下，尋找著名為“宇宙幽靈”的中微子。在廣東江門開平市的一片青山之中，隱藏著中國科學家歷經(jīng)11年精心打造的巨型探測器——江門中微子實驗裝置。
江門中微子實驗大廳深藏于地下700米處，遠離塵囂，只為捕捉那些難以捉摸的中微子。為何選擇如此偏遠且深入地下的位置？答案在于精準測量與減少干擾。實驗裝置距離附近的陽江核電站和臺山核電站均為53公里，形成等腰三角形布局，以最大化利用核電站釋放的中微子。而地下700米的深度，則如同一道天然的屏障，有效隔絕地面宇宙射線的干擾，確保實驗數(shù)據(jù)的純凈。
實驗的核心是一臺相當于13層樓高的巨型液體閃爍體探測器，位于地下實驗大廳內(nèi)一個深達44米的池子中央。探測器內(nèi)部密布著光電倍增管，它們?nèi)缤瑹o數(shù)雙敏銳的眼睛，捕捉著中微子與液體閃爍體作用時發(fā)出的微弱光芒。這些光芒被轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)過1000萬倍的放大后，被科研人員記錄下來，成為解開宇宙奧秘的關鍵線索。
中微子，這個自宇宙大爆炸以來便彌漫于宇宙間的古老粒子，雖然無處不在，卻因其極輕的質(zhì)量、接近光速的運動速度和強大的穿透力而難以被探測。直到1956年，美國物理學家首次在核電站反應堆中探測到中微子，這一神秘粒子才逐漸進入物理學家的視野。然而，盡管中微子研究已多次獲得諾貝爾獎，但關于其性質(zhì)，如質(zhì)量大小、起源、質(zhì)量順序以及是否造成宇宙中物質(zhì)與反物質(zhì)的不對稱等關鍵問題，至今仍懸而未決。
江門中微子實驗正是為了解答這些謎題而誕生的。作為我國中微子研究的領軍專家，王貽芳院士自2001年起便領導著我國的中微子實驗。他牽頭設計并建設了我國第一代中微子實驗裝置——大亞灣中微子實驗，并在2012年發(fā)現(xiàn)了新的中微子振蕩，這一成果獲得了2016年度國家自然科學獎一等獎。如今，江門中微子實驗接過了大亞灣的接力棒，致力于在30年的設計壽命內(nèi)，完成測量中微子質(zhì)量順序這一最主要的科學目標，并將中微子振蕩參數(shù)的測量精度提高10倍左右。
在江門中微子實驗的建設過程中，科研人員不僅在國產(chǎn)新型光電倍增管研制、高性能液體閃爍體研制、超大型高精度探測器設計制造等前沿技術領域取得了實質(zhì)性突破，還推動了相關技術的國產(chǎn)化以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這一大科學計劃不僅滿足了實驗裝置的建設需求，更彰顯了我國在中微子研究領域的國際領先地位。
江門中微子實驗建成后，將成為國際中微子研究的中心之一，與日本的頂級神岡中微子實驗和美國的深部地下中微子實驗形成三足鼎立之勢。這不僅鞏固了我國在中微子研究領域的國際領先地位，更為全人類探索宇宙奧秘提供了寶貴的科學資源。
