【科技日報】「這可能是中國實驗物理學最大成就」

2021-01-14 中國科學院
　 　

「探測到第三種中微子振蕩，意義十分重大。」全國政協委員、中科院蘭州分院近代物理所博士生導師蔡曉紅在兩會間隙，跟記者聊起了剛剛發布成果的大亞灣中微子實驗，「前兩次中微子振蕩的發現者都得到了諾貝爾獎。」

「我感覺，這有可能是中國實驗物理學最大的成就。」蔡曉紅介紹說，在中國實驗物理的歷史上，吳有訓1920年代研究X射線散射「康普頓效應」，還有吳健雄1950年代驗證宇稱不守恆，是最為重要的事件——兩位前輩都是在美國做的實驗。

據《自然》網站3月8日報導，大亞灣中微子實驗首次精確地測定了一種新的中子振蕩的振蕩機率。而在2011年，日本、美國和法國的同類實驗都未做到這一點。

中微子分三種。所謂振蕩，就是一種變成另一種。中微子就好像一塊怪味糖，剛嘗著是甜的，一會兒變酸，一會兒又變苦。三種振蕩中的兩種，已經被確認存在了。而另一種就是大亞灣的科學家們試圖尋找的。

核裂變反應堆是科學家青睞的中微子源，在大亞灣核電站附近，每秒流過的中微子數量，多達10的21次方。中國科學家參加的國際團隊在地下挖了大洞（防止太陽中微子幹擾），布置了離核電站遠近不同的幾個探測器。如果靠近核電站的探測器和較遠的探測器結果明顯不一，就說明中微子在這段旅程中變身了。中微子不喜歡與其他粒子互動。極大量的中微子穿過探測器中的特殊物質，才產生一絲半點的「變質產品」，供睜大眼睛的科學家尋找。

在大亞灣，他們的運氣極好——這個差異很明顯。

蔡曉紅認為，中國的實驗之所以成績更好，除了運氣外，應該是實驗和儀器設計中採用新的思路，提高了探測精度。而這些思路有可能接下來應用於其他中微子實驗。

「實驗技術創新或許能應用於其他領域。但實驗主要還是為了滿足人類的好奇心。」蔡曉紅說。探測中微子振蕩引起科學界興趣，是因為它為研究反物質打下基礎。

中科院副院長詹文龍院士評價說，這一結果「使我們知道中微子物理有一個光明的前景：可以較為容易地建造下一代中微子實驗，尋找中微子振蕩中的CP破壞。」

所謂CP破壞，是物理學設想的機制，它讓宇宙中的物質遠多於反物質。現在我們缺乏驗證的手段，而大亞灣地下的勝利，有可能開闢一條通向答案的道路。

（原載於《科技日報》 2012-03-10 01版）

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