一、幽靈粒子

中微子是構(gòu)成世界的基本粒子之一，就像宇宙里的 “隱形行者”—— 它不帶電，質(zhì)量比電子還輕上億倍，以接近光速穿梭，穿越地球時(shí) 100 億個(gè)里才可能有 1 個(gè)與物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這種 “孤僻” 的性格讓它藏著無(wú)數(shù)秘密：太陽(yáng)發(fā)光、超新星爆發(fā)都離不開(kāi)它，甚至宇宙大爆炸殘留的中微子至今仍充斥太空，每立方厘米就有 300 個(gè)。

1931 年，科學(xué)家為解釋核衰變中的能量 “失蹤”，首次預(yù)言了中微子的存在。但直到 1956 年，人類才直接探測(cè)到它。而中國(guó)科學(xué)家早在上世紀(jì) 40 年代就立下功績(jī)：王淦昌提出的 “K 俘獲法”，為后來(lái)中微子的觀測(cè)奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。

二、從跟跑到領(lǐng)跑

全球中微子研究曾長(zhǎng)期由美日歐主導(dǎo)，但中國(guó)用兩次關(guān)鍵突破，徹底改寫(xiě)了格局。

1. 大亞灣實(shí)驗(yàn)：敲開(kāi)新振蕩的大門(mén)

2012 年，廣東大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)傳來(lái)震撼消息：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了中微子的第三種振蕩模式，并精確測(cè)量了其振蕩幾率。這一發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的空白，被評(píng)價(jià)為 “對(duì)物質(zhì)世界基本規(guī)律的新認(rèn)識(shí)”。

要知道，中微子有電子、μ 子、τ 子三種 “味道”，會(huì)在飛行中相互轉(zhuǎn)換（即振蕩）。大亞灣實(shí)驗(yàn)依托我國(guó)密集的核反應(yīng)堆群，在地下 320 米深處搭建探測(cè)器，最終以遠(yuǎn)超預(yù)期的精度鎖定了關(guān)鍵參數(shù)。后續(xù)多年運(yùn)行中，其測(cè)量精度從 20% 提升至 2.8%，還取得了 “精確測(cè)量反應(yīng)堆中微子能譜” 等多項(xiàng)世界第一。2020 年退役時(shí)，它已成為國(guó)際中微子研究的 “里程碑”。

2. 江門(mén)實(shí)驗(yàn)：全球最牛的 “粒子捕手”

如果說(shuō)大亞灣是 “破局者”，江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)就是 “領(lǐng)跑者”。2025 年 8 月，位于廣東江門(mén)地下 700 米的實(shí)驗(yàn)裝置完成 2 萬(wàn)噸液體閃爍體灌注，正式開(kāi)始取數(shù)，成為全球首個(gè)運(yùn)行的超大規(guī)模中微子專用裝置。

這個(gè) “地下巨無(wú)霸” 藏著太多世界之最：

• 最大有機(jī)玻璃球：直徑 35.4 米的球體由 263 塊板材拼接而成，凈重 600 噸，按比例薄如蛋殼，卻要承受內(nèi)外 3.5 萬(wàn)噸水與 2 萬(wàn)噸液閃的壓力；
• 最靈敏 “眼睛”：2 萬(wàn)個(gè) 20 英寸光電倍增管如同密布的 “探測(cè)器陣列”，能捕捉到中微子與物質(zhì)反應(yīng)時(shí)發(fā)出的微弱閃光；
• 最純凈探測(cè)液：所用液體閃爍體是 “超級(jí)凈化版” 洗手液原料，光傳輸距離超 20 米，達(dá)到世界頂級(jí)水平。

它的核心目標(biāo)是解決 “中微子質(zhì)量順序” 這一世紀(jì)難題 —— 三種中微子誰(shuí)輕誰(shuí)重？這直接關(guān)系到宇宙起源、物質(zhì)與反物質(zhì)不對(duì)稱等根本問(wèn)題。憑借距臺(tái)山、陽(yáng)江核電站 53 公里的絕佳地理位置（正好處于振蕩極大值點(diǎn)），江門(mén)實(shí)驗(yàn)?zāi)芤郧八从械木葴y(cè)量中微子能譜，其結(jié)果不受地球物質(zhì)效應(yīng)干擾，將顯著提升三個(gè)關(guān)鍵物理參數(shù)的精度。

更難得的是，它是國(guó)際大合作的典范：來(lái)自 17 個(gè)國(guó)家和地區(qū)的 700 名科研人員參與其中，彰顯了中國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際號(hào)召力。

3、錦屏實(shí)驗(yàn)，世界最深

位于四川省涼山州錦屏水電站錦屏山隧道中部埋深2400米處，以錦屏山為天然平臺(tái)，以水電站深埋長(zhǎng)隧洞為基礎(chǔ)。中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室是開(kāi)展粒子與核物理學(xué)、天體物理學(xué)及宇宙學(xué)等領(lǐng)域的暗物質(zhì)探測(cè)研究、中微子物理實(shí)驗(yàn)研究等一些重大基礎(chǔ)性前沿課題的重要研究場(chǎng)所。

2010年12月，中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室正式投入使用。2023年12月7日，中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期極深地下極低輻射本底前沿物理實(shí)驗(yàn)設(shè)施正式投入科學(xué)運(yùn)行。

“中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室”利用為水電站修建的錦屏山隧道建成。其垂直巖石覆蓋達(dá)2400米，是世界上巖石覆蓋最深的地下實(shí)驗(yàn)室。與其相比，位于意大利中部格蘭薩索山區(qū)的歐洲地下試驗(yàn)室就像個(gè)游戲室。在川藏群山下，粒子物理學(xué)家最頭痛的宇宙線的強(qiáng)度僅為格蘭薩索山區(qū)的1/200，為實(shí)驗(yàn)提供了“干凈”的環(huán)境。

三、中國(guó)地位：從參與者到規(guī)則制定者

如今的中國(guó)，已在中微子研究領(lǐng)域穩(wěn)居世界第一梯隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了從 “跟跑” 到 “并跑” 再到 “領(lǐng)跑” 的跨越：

• 裝置硬實(shí)力全球領(lǐng)先：江門(mén)實(shí)驗(yàn)的綜合性能遠(yuǎn)超日本超級(jí)神岡、美國(guó) DARWIN 等同類裝置，至少未來(lái) 10 年都將是該領(lǐng)域的核心平臺(tái)；
• 科研成果影響深遠(yuǎn)：大亞灣的發(fā)現(xiàn)直接推動(dòng)了粒子物理理論發(fā)展，江門(mén)實(shí)驗(yàn)若破解質(zhì)量順序難題，更可能沖擊諾貝爾獎(jiǎng)；
• 國(guó)際話語(yǔ)權(quán)顯著提升：從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)解讀，中國(guó)科學(xué)家已成為核心主導(dǎo)者，江門(mén)實(shí)驗(yàn)的合作模式更成為國(guó)際范本。

從王淦昌的理論構(gòu)想，到大亞灣的震驚世界，再到江門(mén)實(shí)驗(yàn)的全球領(lǐng)跑，中國(guó)用近百年的堅(jiān)守，在中微子這個(gè)前沿領(lǐng)域?qū)懴铝藵饽夭实钠隆?/p>