1

別誤會，這個國家重器真的在“抓幽靈”！

2

近期，在廣東江門開平的一片山體腹地之下700米深處，一個由數(shù)十位頂尖科研人員傾力打造的巨型球形探測裝置正式啟動數(shù)據(jù)采集工作。

3

而他們此次鎖定的目標，是一種無形無質(zhì)、幾乎不與物質(zhì)發(fā)生作用卻遍布宇宙每一個角落的神秘粒子——中微子。

4

這種連光都無法捕捉的微觀存在究竟有何價值？為何要耗費十余年光陰、投入巨大資源去追尋它的蹤跡？

本文陳述內(nèi)容皆有可靠信息來源，贅述在文章結(jié)尾

5

看不見也摸不著的“宇宙過客”

6

2025年8月26日，一段來自地下深處的實錄視頻在網(wǎng)絡(luò)上迅速走紅。

7

畫面中，位于地下700米的實驗大廳內(nèi)，一座通體透明的巨大球體靜靜懸浮于清澈水池中央。

8

這座球體高達約13層樓，外表面密布著整整4.5萬個發(fā)出幽藍色光芒的傳感器單元。

9

網(wǎng)友觀看后紛紛驚嘆：“這難道是科幻電影拍攝現(xiàn)場？”

10

評論區(qū)更是熱鬧非凡：“地府值班室？”“能順帶幫我查查前世嗎？”“抓到的中微子包郵嗎？”

11

其實，這不是玄幻劇情，而是中國江門中微子實驗（JUNO）正式進入科學運行階段的真實影像。

12

就在啟動當天，設(shè)備成功捕獲了首批60個中微子信號。

13

這類粒子被科學家稱為“宇宙中的隱形旅者”，因其極難探測且行蹤詭秘。

14

它們可以毫無阻礙地穿越行星、恒星甚至整個銀河系，仿佛世間萬物對它們而言都如同虛設(shè)。

15

那么中微子到底是什么？通俗來講，它是目前已知最輕的基本粒子之一，質(zhì)量僅為電子的億分之一級別。

16

自宇宙誕生之初——大爆炸那一刻起，中微子便已充斥在整個空間之中。

17

它以接近光速疾馳，能輕易穿過地球直徑而不留下任何痕跡，就像穿行于空無一物的真空。

18

就在你閱讀這句話的瞬間，大約有三億億個來自太陽核心核反應(yīng)產(chǎn)生的中微子已經(jīng)穿透了你的身體。

19

但你完全無法感知，因為它們幾乎不參與任何相互作用，堪稱自然界中最“冷漠”的居民。

20

更令人驚奇的是，人體內(nèi)的天然放射性鉀-40每天也會自發(fā)產(chǎn)生約四億個中微子，只是從未有人察覺。

21

早年物理學界普遍認為中微子是沒有質(zhì)量的，直到后來精密觀測證實其擁有極其微小的質(zhì)量。

22

盡管單個粒子的質(zhì)量幾乎可以忽略，但它們在宇宙尺度上的集體效應(yīng)卻舉足輕重。

23

如果沒有中微子參與早期宇宙結(jié)構(gòu)的形成過程，星系可能根本不會凝聚，太陽難以點燃，地球也無法孕育生命。

24

如何捕捉這些“幽靈粒子”

25

既然中微子如此難以捉摸，科學家又是怎樣設(shè)計出能夠探測它們的環(huán)境呢？

26

首要策略就是將實驗室深埋地下700米，以此屏蔽外界干擾。

27

地表持續(xù)不斷有高能宇宙射線轟擊大氣，產(chǎn)生大量背景噪聲信號。

28

厚達七百米的堅硬花崗巖層起到了天然過濾屏障的作用，可將這些干擾降低至地面水平的上億分之一。

29

這樣的深度為實驗提供了近乎絕對靜謐的觀測條件。

30

除了選址夠深，地理位置的選擇同樣經(jīng)過嚴密計算。

31

該實驗室距離陽江和臺山兩座大型核電站均為53公里，三者構(gòu)成一個精準的等腰三角形布局。

32

為何偏偏是53公里？這是因為中微子具有三種類型，并會在傳播過程中發(fā)生“味轉(zhuǎn)換”現(xiàn)象。

33

打個比方，就像是一個人走路時突然從一種身份切換成另一種身份。

34

研究發(fā)現(xiàn)，在50至55公里范圍內(nèi)，這種振蕩效應(yīng)最為顯著，是最理想的觀測窗口。

35

地點確定之后，關(guān)鍵就在于如何讓這些“隱形訪客”現(xiàn)出原形。

36

當中微子極偶然地與探測器內(nèi)部液體中的原子核發(fā)生碰撞時，會激發(fā)出極其微弱的一瞬閃光。

37

此時，安裝在球殼表面的4.5萬個光電倍增管立即啟動響應(yīng)機制。

38

這些高靈敏度傳感器能將那微乎其微的光線放大千萬倍，并轉(zhuǎn)化為可記錄的電子脈沖。

39

要在海量雜訊中識別出這一絲真正的信號，其難度堪比在狂風暴雨中辨認某一顆特定雨滴的軌跡。

40

從質(zhì)疑聲中崛起的科技奇跡

41

江門中微子實驗今日的輝煌成就，并非一朝一夕之功，背后是中國科研團隊從邊緣走向世界前沿的艱辛歷程。

42

2003年，中科院院士王貽芳首次提出建設(shè)大亞灣中微子實驗室構(gòu)想時，遭遇了廣泛懷疑。

43

施工方稱隧道地質(zhì)復雜無法開挖，同行專家則認為技術(shù)風險過高，成功率渺茫。

44

但他堅持推進項目落地。

45

結(jié)果令人震驚：裝置投入運行僅55天，團隊就首次精確測量到第三類中微子振蕩模式。

46

這項成果被《科學》雜志評為2012年度全球十大科學突破之一。

47

大亞灣的成功經(jīng)驗，為后續(xù)江門項目的實施奠定了堅實基礎(chǔ)，然而挑戰(zhàn)也呈指數(shù)級上升。

48

2013年江門實驗立項后，真正的考驗才剛剛開始。

49

2015年動工后，工程團隊面臨第一個重大難題：地下水滲漏。

50

施工現(xiàn)場每小時涌入水量高達500噸，相當于一條小型瀑布持續(xù)沖擊作業(yè)面。

51

工人們只能晝夜輪班，邊抽水邊掘進，確保進度不受影響。

52

更大的隱患來自巖石本身釋放的放射性氡氣，必須建立專用通風系統(tǒng)才能保障人員安全。

53

進入設(shè)備安裝階段后，精度要求達到了前所未有的程度。

54

容納6萬噸超純水的容器，液面高度差不得超過幾厘米；

55

用于填充探測球的2萬噸液體閃爍體，密度誤差需控制在0.5%以內(nèi)。

56

4.5萬只光電倍增管必須逐一校準調(diào)試，僅此一項工作就耗時整整兩年。

57

其中最核心的技術(shù)瓶頸，莫過于光電倍增管的自主研發(fā)問題。

58

為了實現(xiàn)高效探測，需要使用直徑達20英寸的超大尺寸光電倍增管。

59

此前全球僅有日本企業(yè)掌握該項制造技術(shù)。

60

不僅售價高昂，對方還斷言：“中國人不可能自己造出來?！?/p>

61

面對封鎖，王貽芳帶領(lǐng)團隊自2012年起開啟自主攻關(guān)之路。

62

歷經(jīng)十一年不懈努力，終于研制出性能超越國際同類產(chǎn)品的國產(chǎn)型號。

63

不僅靈敏度更高，成本也壓縮到了進口產(chǎn)品的四分之一。

64

橫向?qū)Ρ热蛲愒O(shè)施，更能凸顯中國在此領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

65

美國計劃中的DUNE項目預算高達30億美元，約為江門項目的十倍，預計2031年才能投入運行，比我們晚六年。

66

日本現(xiàn)有的超級神岡探測器規(guī)模僅為江門實驗的五分之一。

67

目前已有來自17個國家的近700名科學家加入江門合作組，共同開展前沿研究。

68

探索中微子背后的深遠意義

69

或許有人會問：花費數(shù)十年時間、動用大量人力物力去追蹤一種看不見的粒子，究竟有什么現(xiàn)實價值？

70

實際上，這項研究的意義遠不止于揭開宇宙奧秘。

71

從基礎(chǔ)科學角度看，江門實驗肩負多項關(guān)鍵使命。

72

其中之一便是明確三種中微子的質(zhì)量順序，這對理解宇宙中物質(zhì)分布格局至關(guān)重要。

73

還有一個更為宏大的未解之謎：按照理論預測，宇宙大爆炸應(yīng)同時生成等量的正物質(zhì)與反物質(zhì)。

74

但現(xiàn)實中我們所見的一切幾乎全由正物質(zhì)構(gòu)成，反物質(zhì)似乎消失了。

75

科學家推測，答案或許隱藏在中微子的行為特性之中，特別是其是否具備“馬約拉納粒子”屬性。

76

除推動理論物理發(fā)展外，中微子技術(shù)在未來應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊前景，或?qū)⑸羁谈淖內(nèi)祟惿罘绞健?/p>

77

例如在深海通信方面，傳統(tǒng)電磁波難以穿透海水，導致潛艇長期處于失聯(lián)狀態(tài)。

78

而中微子幾乎不受介質(zhì)阻擋，未來有望利用其構(gòu)建全球范圍內(nèi)的水下即時通訊網(wǎng)絡(luò)。

79

潛艇可在不浮出水面的情況下接收指令，大幅提升隱蔽性與作戰(zhàn)能力。

80

在醫(yī)學影像領(lǐng)域，基于中微子原理的新型成像技術(shù)有望超越現(xiàn)有X光和CT掃描。

81

不僅能提供更高分辨率圖像，還不產(chǎn)生電離輻射，特別適合孕婦及兒童群體的安全檢查。

82

地質(zhì)勘探也將迎來革命性變革，借助中微子穿透能力，可直接“透視”地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

83

無論是礦產(chǎn)資源定位，還是地震前兆監(jiān)測，都將變得更加精準可靠。

84

江門實驗并非短期任務(wù)，其設(shè)計運行壽命長達三十年，具備持續(xù)升級潛力。

85

預計到2040年代，還可進一步改造為更先進的多用途中微子研究中心。

86

屆時將繼續(xù)探索標準模型之外的新物理現(xiàn)象，挑戰(zhàn)現(xiàn)代物理學的邊界。

87

隨著公眾對該項目認知加深，網(wǎng)絡(luò)討論逐漸從最初的戲謔調(diào)侃轉(zhuǎn)向理性關(guān)注與科學向往。

88

有人好奇“中微子會不會迷路”，也有孩子看完科普視頻后拉著父母問：“我該怎么成為一名捕捉中微子的科學家？”

89

這些天真提問的背后，是無數(shù)科研工作者數(shù)十年如一日的默默堅守。

90

實驗室里保存著一張老照片，拍攝于2012年大亞灣實驗期間。

91

當年意氣風發(fā)的青年研究員，如今站在江門現(xiàn)場已是兩鬢斑白。

92

王貽芳自2003年發(fā)起大亞灣項目，到2025年見證江門正式運行，二十二載始終堅守自主創(chuàng)新之路。

93

實驗大廳的墻壁上鐫刻著一句話：“最暗的星光，需要最深的凝望。”

94

這場發(fā)生在地下七百米的“幽靈捕手”行動，不僅標志著中國基礎(chǔ)科學研究實現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的歷史性跨越。

95

更展現(xiàn)了人類面對未知時永不退縮的探索精神。

96

未來三十年，這四萬五千只“眼睛”將持續(xù)凝視黑暗，搜尋那些穿越時空的微弱信號。

97

而這些沉默的粒子，也許終將向我們揭示宇宙最深層的秘密。

98

結(jié)語

99

從被日本廠商嘲諷“造不出來”，到令美國同類項目落后六年追趕，江門中微子實驗室用二十二年的堅持證明了一個真理：

100

越是深邃的黑暗，越可能蘊藏著照亮宇宙真相的光芒。

101

參考文獻：1.廣州日報：《地下700米！江門中微子實驗室今天正式運行，圖解國之重器→》2025-08-26 2.上觀新聞：《世界首個！超大規(guī)模、超高精度！江門中微子實驗正式運行》2025-08-26 3.環(huán)球網(wǎng)：《江門中微子實驗：從地下深處仰望星辰大海》2025-01-14

102

103

104