大亞灣中微子實驗裝置完成科學使命退役

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大亞灣中微子實驗裝置完成科學使命退役。記者孫自法 攝

作為中國第一代中微子實驗裝置，大亞灣實驗由中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)主持，是中美兩國在基礎研究方面迄今最大的國際合作項目，中方承擔全部實驗室建設和一半的探測器研制，美方承擔約一半的探測器研制，俄羅斯、捷克，中國香港和中國台灣都對實驗建設和科學研究做出重要貢獻。

中科院高能所介紹說，大亞灣實驗運行以來收獲豐碩科學成果：2012年3月，該實驗國際合作組宣布發現一種新的中微子振蕩，並以前所未有的精度，測得其振蕩大小為0.092，誤差為0.017，無振蕩的可能性僅為千萬分之一。這一重大發現對於研究物質本原和宇宙起源，理解宇宙中反物質消失之謎具有重要意義，在國際高能物理界引發強烈反響。

目前，大亞灣實驗中微子振蕩振幅的測量精度已從2012年的20%提高到3.4%，預期最終精度將好於3%。這是自然界的基本參數，其精確測量具有重要科學價值。在未來幾十年，該精度不會被其他實驗超越。

大亞灣中微子實驗裝置完成科學使命退役。記者孫自法 攝

大亞灣實驗還精確測量了反應堆中微子能譜，發現與理論模型相比，存在兩處明顯反常，未來需要進一步研究。此外，大亞灣實驗給出了低質量區惰性中微子最好的限制，基本排除之前兩個美國實驗給出的這個假想新粒子的存在空間。

大亞灣實驗裝置退役儀式當天在實驗站現場舉行，該實驗經費支持單位代表、同行專家、合作組成員代表共同見證，國際合作組成員通過網絡會議參加。大亞灣實驗負責人、中科院高能所長王貽芳院士簡要回顧大亞灣實驗的17年曆程，並按下停止運行按鈕。大亞灣實驗美方發言人陸錦標教授總結實驗取得的多個重要科學成果。大亞灣實驗中方發言人曹俊研究員主持退役儀式。大亞灣實驗停機退役的過程還進行網絡直播，向大眾科普中微子前沿知識。

王貽芳院士表示，大亞灣實驗使科學家對物質世界的基本規律有了新的認識，該實驗發現的中微子振蕩振幅比預期要大得多，為未來中微子研究指明了方向。新一代的大型中微子實驗裝置因此得以開始建設，包括中國的江門中微子實驗、美國的“沙丘”實驗(DUNE)和日本的頂級神岡實驗(HyperK)。

他透露，江門中微子實驗預期2022年完成建設，在不遠的將來，將揭開中微子質量順序的謎底，並在中微子振蕩參數的精確測量、天體中微子、地球中微子、新物理尋找方面取得國際領先的科學成果。

據了解，大亞灣實驗裝置退役後，將按計劃進行設備拆卸撤場工作，預計在半年內完成。之後，實驗場地將正式移交給中微子實驗所在的中廣核集團，由其進行後續開發利用。

中微子是宇宙中最古老、數量最多的物質粒子，從宇宙誕生的大爆炸起就充斥在整個宇宙空間。太陽、地球、超新星、宇宙線、核反應堆，甚至人體都在不停地產生中微子，每秒鐘都有億萬個中微子穿過人們的身體，但無法察覺，它幾乎不與任何東西發生反應，甚至可以輕松穿過整個地球。

十幾年前，通過對太陽中微子和大氣中微子的研究，科學家發現，中微子有一個神奇的特性，能夠在飛行中從一種類型轉變成另一種，即“中微子振蕩”，獲得這項發現成果的兩位科學家被授予2015年諾貝爾物理學獎。(完)