又一大科學裝置即將建成 “國之重器”為高水平科技自立自強貢獻力量

央視網消息：下面來關注我國正在建設的江門中微子實驗大科學裝置的最新進展。江門中微子實驗大科學裝置是科研團隊耗時多年，在廣東江門地下700米深處建造的一個巨型實驗室。利用這個深埋地下的大科學裝置，科學家們將捕捉探測宇宙中最古老最原始的一種基本粒子——中微子。11月20日，江門中微子實驗探測器主體即將建成。

那麼，什麼是中微子？探測中微子為什麼要在地下700米深處建造一個如此巨大的實驗裝置？研究中微子究竟有什麼意義？下面我們先通過一個短片來了解這種神奇的宇宙“幽靈”粒子——中微子。

中微子是構成物質世界的基本粒子之一，從宇宙産生的那一刻起就扮演著重要角色，在最微觀的物質世界和最宏觀的宇宙中起著重要作用，如果沒有中微子，太陽不會發光，也不會有銀河系、地球以及人類。從1956年人類發現中微子以來，對中微子的探索與研究從未停止，然而由於中微子極難探測，使其至今還有很多未解之謎沒有解開。

歷史上我們曾經認為原子是最小的粒子，但是在後來的深入研究中，人類逐漸發現構成今天我們的世界的基本粒子包括6種夸克和6種輕子。其中輕子中有3種是中微子，即電子中微子、繆子中微子和陶子中微子。

中國科學院高能物理研究所研究員衡月昆稱：“中微子在宇宙中數量非常非常多，另外在宇宙之初就産生了。所謂的‘幽靈’粒子一般是打引號的，這裡面‘幽靈’的意思是指它極其難探測，因為它跟物質發生作用的概率特別特別低，所以物質就很難阻擋它，它的穿透能力特別強，所以它探測的難度就特別特別大。”

專家稱，正是因為中微子的穿透力極強，因此建在地下700米的江門中微子實驗探測器既可以有效屏蔽宇宙線和外界其他干擾，又不會阻礙捕獲中微子。

中國科學院院士、江門中微子實驗首席科學家王貽芳稱：“我們一方面想知道中微子的絕對質量到底是多少，另外一方面也想通過中微子的振蕩知道中微子之間的相對質量差是多少。通過這些質量的研究，我們可以構造對物質世界理解的一個理論，基於此也可以跟宇宙的起源演化聯絡起來，讓我們理解宇宙和物質世界。”

專家稱，圍繞中微子的研究是典型的基礎科學研究範疇，也是國際上最尖端的科學研究領域。中微子研究也許不會在3到5年，甚至10年、20年內給我們的生活帶來哪些變化。但是就如十九世紀六十年代英國物理學家麥克斯韋理論預言了電磁波的存在，從而為人類進入電氣時代奠定了基石一樣，百年後的人類才得以應用到各种家用電器和通訊設備。而今天，我們對於中微子的研究或許也將在未來某個時間改變我們對這個宇宙的認知，從而徹底改變人類的生活方式。

廣東江門中微子實驗探測器主體即將建成

江門中微子實驗探測器主體即將建成，建設現場的情況如何？馬上來連線正在前方的總臺央視記者帥俊全。

記者來到了位於廣東的江門中微子實驗建設現場，在通往地下700米深處的地面入口處，我們了解到科學家們每天就是乘坐這個黃色的小火車通往地下實驗室，旁邊這個平板拖車則是運送所有建造材料物資的交通工具。工程建設9年多來，科學家們就是從這裡開始一點點爆破、挖掘，在地下700米深處挖掘出了一個國內跨度最大的巨大硐室，硐室開挖土方量相當於150個標準游泳池。正是通過這個向下延伸的隧道，科研團隊將探測器的所有材料、部件一點點運往地下，真的是十年磨一劍，像搭積木一樣在地下深處建造出了這個世界最大最靈敏的液體閃爍體中微子探測器。現在，江門中微子實驗探測器主體即將建成。這個看起來像藝術品一樣的大科學裝置究竟長什麼樣？又有怎樣的複雜結構和精細設計呢？我們通過虛擬現實技術帶大家來先一睹為快。

江門中微子實驗的中心探測器外部是一個巨大的圓形水池，直徑和深度都在44米左右，內部是一個直徑達41米的不銹鋼網殼，有點像我們夏天在水桶裏面泡了一個大西瓜，不過這個西瓜下面是有鋼架支撐的。不銹鋼網殼就好比這個西瓜皮，只不過網殼內外安裝佈置了4.5萬個光電倍增管。

我們來看看這個光電倍增管，外觀看起來有點像我們生活中常見的大浴霸，不過它的內部有一系列關鍵核心技術，所以科學家們也給它起了一個好聽的名字，叫“黃金瞳”。

再往裏是由不銹鋼網殼向內部支撐的一個有機玻璃球，直徑達35.4米，這也是世界上最大的單體有機玻璃球。

有機玻璃到底長啥樣？我們來看看，掂一下有點沉，非常透明便於觀測。探測器的有機玻璃球就是由263塊厚度達12厘米的巨大有機玻璃板在現場自上而下逐層拼接而成。別看12厘米感覺很厚，但是相對35米左右的直徑而言，這個厚度就比雞蛋的雞蛋殼還要薄，所以這個有機玻璃球的設計和建造也都極為不易。

現在，不銹鋼網架和有機玻璃球已經合攏，隨著光電倍增管模塊的陸續安裝，這個中微子探測器主體建設即將全部建成。大家可能會好奇，探測中微子為何要在地下700米深處呢？因為中微子極其微小，還不帶電，很難與其他物質發生反應，可以輕易地穿透物體，比如現在每一秒就有上億個中微子從我們手上穿行而過，但我們卻感受不到。

數百米的岩層可以有效屏蔽宇宙射線，但是中微子可以輕鬆穿過，所以深埋地下就為探測這種幽靈粒子提供了絕佳的實驗場所。

據了解，目前現場工作還在緊張有序地推進當中，預計11月20日，最後一個圈層的光電倍增管將安裝完成。

擁有世界最大單體有機玻璃結構

江門中微子實驗探測器主體擁有世界最大的單體有機玻璃結構。根據設計要求，建成後探測器球體內部將灌滿液體閃爍體，而外部將充滿超純水。在內外不同壓強的液體中，有機玻璃的強度能夠滿足未來30年的使用需求嗎？我們再通過一個短片了解一下。

江門中微子實驗探測器主體的球形結構總共使用263塊有機玻璃，每塊的厚度為120毫米，對於如此大體積的玻璃球來説，這個厚度可謂“薄如蛋殼”。為了測試這種有機玻璃的強度，記者來到了這種有機玻璃位於江蘇的生産基地。在這裡一場特殊的“拔河”比賽正在進行，目的是看有機玻璃體的抗拉扯性能到底如何。現場兩輛開足馬力的叉車正在通過繩索拉扯位於中心位置的工字型有機玻璃體。兩輛叉車可謂鉚足了勁，將巨大的牽引力全部集中在這塊有機玻璃體上。在幾分鐘的實驗中我們看到，叉車僅僅是在原地打滑，輪胎不僅磨掉了很多碎屑，甚至還冒出陣陣濃煙，中間的有機玻璃體卻毫發無損。實驗證明，用於江門中微子實驗探測器主體建設的有機玻璃體擁有十分出色的抗拉扯性能。

為了測試這種有機玻璃的抗撞擊能力，在另一處測試點，400千克重錘衝擊試驗也已經準備就緒，被撞擊的對象同樣是用於江門中微子實驗探測器主體有機玻璃球建造的材料，不過試驗中使用的這塊有機玻璃厚度要更薄一些。隨著現場鐵錘被拉高到測試的標準高度後，撞擊試驗開始了。伴隨巨大的撞擊聲，錐型重錘的最尖利邊緣重重地撞在有機玻璃表面，並被瞬間彈回。儘管有機玻璃在400千克重錘撞擊下整體出現了瞬間形變，但是並沒有出現破損與開裂，僅僅在表面留下一些重錘上顏色的痕跡。實驗證明，應用於江門中微子實驗探測器的有機玻璃耐衝擊性同樣十分優秀。