中国再次领先世界!地下“捉幽灵粒子”实验运行,1天能捉60个

文|咸菜

编辑|江娱迟

你可能不知道,每秒有3亿亿个中微子正穿过你的身体,却连一丝痕迹都不会留下,这种被物理学家称为“幽灵粒子”的神秘存在,如今成了中国科学家撬动宇宙奥秘的支点。

8月26日,在广东江门开平的山坳地下700米处,一个直径35.4米的巨型球体正式启动,这个塞满2万吨特殊液体、布满4.5万只“黄金眼”的大家伙,要做的就是抓住这些来无影去无踪的粒子。

这背后是中国科学家耗时10年、顶住无数质疑建成的“地下大国重器”。

地下700米的超级工程

建造这个“幽灵捕手”的难度,堪比在地下打造一艘太空船,施工队要在坚硬的花岗岩中开辟出深44米的水池和实验空间,周围裸露的岩石里还藏着具有放射性的氡气,密闭环境中浓度居高不下。

最惊险的是,施工时每小时会涌出500吨地下水,相当于200个浴缸的水量,必须先抽干这些水,项目才能往前推进。​

这个深埋地下的“超级球体”藏着太多中国智慧,球体外壳的4.5万只“黄金眼”是探测中微子的关键,日本滨松公司曾断言中国人造不出来这种高精设备。

王贻芳带着团队跑了无数工厂,被不少老总泼冷水“创新不是科学家空想”,但他们咬牙用11年自研成功,不仅性能达标,成本还降到进口价的四分之一。

球体内灌注的2万吨液体闪烁体,更是美国同类实验室的1667倍,能把中微子划过的痕迹放大百万倍。​

小粒子里的宇宙密码​

科学家们如此大费周章,只为搞懂中微子的“体重排序”,三种中微子谁轻谁重。这个看似简单的问题,关系到我们为何存在。

王贻芳打了个比方:“三种中微子就像绿、红、黄三种苹果,会在飞行中变色,而我们要测清它们变色的规律。”

2012年,他带领团队在大亚湾实验中率先发现第三种振荡模式,用5倍标准偏差的精度(意味着99.999943%的可靠性)震惊世界,这一成果入选《科学》年度十大突破。​

王贻芳

中微子的秘密远不止于此,宇宙大爆炸本应产生等量的正物质和反物质,可如今反物质几乎消失,正是中微子可能藏着解开这个谜团的钥匙。

这些微小粒子只参与弱相互作用,它们的正反差异(CP破坏)可能就是宇宙偏向正物质的原因。

就像王贻芳说的:“银河系直径10万光年,而解开它起源的密码,可能就藏在小于10的负18次方米的粒子里。”​

争议中的科学长征​

这个大科学装置从立项起就争议不断,有人质疑“花这么多钱抓看不见的粒子值不值”,连施工队都直言“这隧道挖不出来”。

王贻芳太清楚这种压力,他曾提议建超大对撞机,因预算高达千亿引发热议。

但这位师从诺奖得主丁肇中的科学家有自己的坚持:“科学如果在开始就承诺一定有发现,那肯定不是重大发现。”​

丁肇中

这种坚持贯穿了他的科研生涯,从2003年提出大亚湾方案,到江门实验正式运行,反对声从未停过,开第一次筹备会时,不少参会者都直言“做不成,肯定做不成”。

丁肇中参观江门实验室时感叹“从没见过这么大规模的实验”,更叮嘱他“千万不能出错”。

王贻芳心里有数,这个设计寿命30年的装置,出成果时自己或许已退休,但他看得更远:“只要设备做出来,该发现的永远跑不掉。”​

结语

如今这个地下700米的“幽灵捕手”已经开始工作,它不仅是世界最大的中微子探测器,更标志着中国在高能物理领域从跟跑到领跑的转变。

王贻芳说他不确保能拿诺贝尔奖,但“要让中国成为世界科学中心”,或许正如那些穿越地球的中微子,真正重要的科学突破,从来都需要时间的沉淀和坚持的勇气。

今天储存在计算机里的每一组数据,都可能是明天解开宇宙奥秘的钥匙。​

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更新时间:2025-09-19

标签:科技   粒子   中国   幽灵   地下   世界   中微子   球体   大亚湾   科学   宇宙   江门   反物质

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