中国超级中微子探测工程落地,探索宇宙获重大突破
在广东开平大山地下700米的花岗岩深处,坐落着江门中微子实验装置。项目由中科院高能所牵头,王贻芳院士带队攻坚,总投资20多亿人民币,历经十余年建设,实现我国中微子研究从跟跑到领跑的跨越。
很多人看不懂前沿物理,咱们用大白话来讲。重离子穿透力弱,碰到物质就停留释能,重离子治癌就是这个原理。而中微子又叫“幽灵粒子”,体积极小、不带电,几乎不和物质反应。每秒有几百亿个中微子穿过人体,我们毫无感觉,就连地球都能直接穿透,普通仪器很难捕捉。
探测中微子没有捷径,只能做大探测装置,靠更大的接触面积,提升粒子碰撞概率。江门这颗直径35.4米的有机玻璃大球,内部灌装2万吨探测液体,外面泡在3.5万吨超纯水里,球壁装有45000只光电倍增管,如同4.5万只电子眼睛,专门捕捉中微子撞击产生的微光。深埋地下700米,依靠山体屏蔽宇宙射线干扰,保证探测数据纯净准确。
这项工程最大难点是攻克三大卡脖子技术。立项之时,20英寸高性能光电倍增管全球仅日本一家可稳定供货。国内联合北方夜视研究院,依托军工微光夜视技术自主研发,造出拥有自主知识产权的产品,装置装上15000只国产光电管,价格比进口便宜三分之二,挽救了国内光电探测行业。
巨型球体本身也是巨大挑战,一共由263块弧形有机玻璃板拼接而成,壁厚只有12厘米,比鸡蛋壳还要薄,运行要承受近3000吨浮力。国内企业新建生产线,科研团队攻克热弯成型、精密粘接等工艺。地下斜井超1000米,地下大厅跨度近50米,施工多次遭遇地下水突涌,依靠国内基建实力顺利完工。
项目2008年提出构想,2013年立项,2015年动工,2025年8月26日正式开机。开机不到两个月,成果登上《自然》封面,两项核心参数测量精度,达到全球几十年同类实验总和的1.6倍。日本同类项目还在基建挖坑,美国项目常年在预算争吵,我们已经产出高质量科研数据。
我国中微子研究持续接力,大亚湾实验运行的时候,团队就提前筹划江门项目,人才不断档,供应链持续升级。前沿技术还惠及民生:光电倍增管用于PET‑CT肿瘤筛查,有机玻璃工艺用于深海耐压视窗,液闪纯化技术助力新材料产业。
江门实验吸引17个国家和地区、74家科研机构共700多名科研人员参与,国外早期的质疑全部转变为合作。中微子质量顺序的最终结论还需要数年的数据积累验证,但往后全球中微子研究的基准,都要参考江门的实验成果。
百年以来,前沿物理长期由欧美日主导。今天这座藏在大山里的探测装置,让我们牢牢拿到宇宙深空探索的话语权,展现出中国科研强劲的硬实力。资料来自权威媒体网络








