在廣東江門的群山深處,地下700米,一顆直徑35米的“玻璃星球”,剛剛被注滿了2萬噸液體。
這不是科幻電影的特效,而是真實(shí)發(fā)生的江門中微子實(shí)驗(yàn)(JUNO)。
直徑35米的“玻璃星球”
當(dāng)這只埋在地下的“巨眼”正式睜開,美西方專家忍不住感嘆:“聞所未聞!”
01
你很難想象,一個每天上萬億次穿過我們身體的粒子,我們幾乎毫無察覺。
它們沒有電荷,幾乎沒有質(zhì)量,來去無蹤,被稱為“幽靈粒子”中微子。
科學(xué)家們之所以對中微子著了迷,是因?yàn)樗芸赡懿刂钪娴慕K極答案。
有人形容,中微子就像宇宙打出的“暗語”,誰能讀懂它,誰就能更接近真相。
它或許能告訴我們,為什么物質(zhì)比反物質(zhì)多,從而讓宇宙得以存在;
科學(xué)家們對中微子著了迷,是因?yàn)樗芸赡懿刂钪娴慕K極答案
它或許能揭開太陽和超新星內(nèi)部的能量密碼,解釋那些光與熱從何而來;
它甚至可能讓我們重新理解一個終極問題,宇宙為何演化成今天的模樣。
可問題在于,中微子幾乎不和任何物質(zhì)發(fā)生作用,想要捕捉它,就像用顯微鏡去尋找一縷影子。
正因如此,人類才需要一個前所未有的裝置來捕捉它。
JUNO,就是在這樣的背景下誕生的。
02
為了讓這只“眼睛”看得更清晰,中科院團(tuán)隊(duì)把實(shí)驗(yàn)室藏進(jìn)了地下700米。
那里的巖層,就像給它披上一副厚重盔甲,把外界的宇宙射線和噪聲屏蔽在外,為中微子的捕捉營造出幾乎純凈的真空舞臺。
實(shí)驗(yàn)的核心,是一顆直徑35.4米的巨型有機(jī)玻璃球,像一顆晶瑩剔透的地下星球,靜靜懸浮在水池中央。
球體里盛裝著2萬噸液體閃爍體,這是一種能在中微子“造訪”時釋放微光的特殊液體。
外面則由41米高的不銹鋼網(wǎng)殼牢牢托起,仿佛給它撐起一張堅(jiān)固的“鋼鐵脊梁”。
科學(xué)家們在短短45天里,往里注入了6萬噸超純水
更震撼的是,那些圍繞在外的探測器,2萬只20英寸和2.5萬只3英寸的光電倍增管,像星辰一樣密布在四周。
它們被科學(xué)家稱作“黃金瞳”,每一只都極度敏銳,只要有一個中微子在液體中留下哪怕一絲痕跡,這些“眼睛”就能瞬間捕捉到,并把幾乎不可見的閃光放大上千萬倍。
有人打趣說,這不是一臺探測器,而是人類在地下放置的一只“超級巨眼”,它正以史無前例的敏銳,凝視著宇宙最深處的秘密。
03
給那顆巨大的玻璃球灌注液體,并不是把水管一擰那么簡單,而是一場堪比心臟移植的精密手術(shù)。
第一步,科學(xué)家們在短短45天里,往里注入了6萬噸超純水。
為了保證液面穩(wěn)定,液位的偏差被控制在厘米級,連肉眼都幾乎察覺不到的差別,他們都不允許出錯。
第二步,更加考驗(yàn)?zāi)托暮投Α?/strong>
整整半年時間,液體閃爍體被一點(diǎn)點(diǎn)緩緩注入玻璃球內(nèi),流量誤差不超過0.5%,否則就可能前功盡棄。
每一次閥門的調(diào)節(jié),每一次數(shù)據(jù)的波動,都牽動著整個團(tuán)隊(duì)的心。
央視報道截圖
可以說,這是一次與精度賽跑的實(shí)驗(yàn)。
最終,中國科學(xué)家硬是把不可能變成了現(xiàn)實(shí)。
正如一位德國學(xué)者感嘆的那樣:“這種操作,我們在歐洲連想都不敢想,中國人卻真干成了?!?/p>
04
JUNO的輝煌,不是憑空而來,而是十六年一環(huán)扣一環(huán)地打磨出來的。
最初是在2008年,中國科學(xué)家拋出了一個大膽的設(shè)想:能不能在地下建一座足夠安靜的實(shí)驗(yàn)室,專門用來追蹤“幽靈粒子”?
這在當(dāng)時聽起來,幾乎像是科幻。
2013年,這個想法終于獲得了國家戰(zhàn)略計劃的支持,科研團(tuán)隊(duì)拿到了通行證,也背上了沉重的責(zé)任:要把一張紙上的構(gòu)想,變成一個世界級的大科學(xué)裝置。
終于在2025年,耗費(fèi)十六年心血的“地下巨眼”真正睜開了
2015年,江門鶴山的群山被選中,地下實(shí)驗(yàn)室正式開建。
那幾年,數(shù)百名工程師和科研人員輪番駐扎在工地,從隧道掘進(jìn)到巖層加固,從結(jié)構(gòu)設(shè)計到防水防震,每一步都走得小心翼翼。
到2021年,龐大的主體結(jié)構(gòu)終于安裝完畢,像一顆巨大的“空心星球”安靜地懸在地下。
隨后幾年,團(tuán)隊(duì)開始為它注入生命。
2024年,液體閃爍體一點(diǎn)點(diǎn)被灌入透明的球體內(nèi),科學(xué)巨獸逐漸蘇醒。
終于在2025年,這只耗費(fèi)十六年心血的“地下巨眼”真正睜開了。
對科研人員來說,這一刻不僅是實(shí)驗(yàn)的起點(diǎn),更是十幾年來無數(shù)個日夜的回響。
正如一位中科院專家所說:“我們用十幾年的堅(jiān)持,只為捕捉幾個光子。但這幾個光子,足以改變?nèi)祟悓τ钪娴睦斫?。?/p>
05
JUNO不僅是中國的實(shí)驗(yàn)室,它匯聚了來自17個國家、74家科研機(jī)構(gòu)的近700名科學(xué)家。
JUNO的壽命預(yù)計長達(dá)30年
不同國籍、不同語言的研究者在江門相聚,他們共享一個目標(biāo):破解宇宙的秘密。
然而,這一次,中國不是配角,而是導(dǎo)演,從方案設(shè)計、工程建設(shè),到運(yùn)行管理,核心都由中國團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)。
這意味著,中國在大科學(xué)裝置上的角色,已經(jīng)從“追隨者”變成了“引領(lǐng)者”。
JUNO的壽命預(yù)計長達(dá)30年,它的首要目標(biāo),是測定三種中微子的質(zhì)量順序,這是困擾物理學(xué)半個世紀(jì)的難題。
它將探測來自太陽、超新星、大氣層、地球的中微子,積累人類前所未有的寶貴數(shù)據(jù)。
它還有潛力升級為無中微子雙貝塔衰變實(shí)驗(yàn),沖擊“中微子是否是馬約拉納粒子”的世紀(jì)之問。
這是一場持續(xù)三十年的科學(xué)冒險,也是一場全人類共享的知識盛宴。
黃金瞳將探測來自太陽、超新星、大氣層、地球的中微子,
這顆埋在地下的“巨眼”,注定將在未來幾十年,見證人類對宇宙的追問。
它更向世界昭示,中國在基礎(chǔ)科學(xué)的賽道上,不僅能跟上節(jié)奏,更能率先點(diǎn)亮新燈塔。
一顆玻璃球,兩萬噸液體,十六年的堅(jiān)持。
中國在地下700米,點(diǎn)亮了人類理解宇宙的新坐標(biāo)。
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