我在江门地下700米捕捉“幽灵粒子”，探索宇宙奥秘

我在江门地下700米捕捉“幽灵粒子”，探索宇宙奥秘

坐上轨道车，沿着1300米的斜井隧道，驶入位于地下700米的实验室建设施工现场，对于南方＋记者来说，是一次“地底探险”，但对中国科学院高能物理研究所的科学家和施工人员来说，却是每天的“通勤方式”。

这个地处江门开平市打石山地下700米的实验室——江门中微子实验室，建成后将是世界最前沿的高能物理实验装置。工程在2015年开工建设，预计今年年底开始运行取数。

江门中微子实验室建成后将是世界最前沿的高能物理实验装置。

中微子是构成物质世界最基本粒子中的一种，主要诞生于粒子物理或核物理过程。它能穿岩破壁，以非常接近于光的速度直飞，几乎不与其他物质发生反应，有“幽灵粒子”之称，极难捕捉。要让它“现身”，必须用高灵敏高精度探测器，在中微子流量大的地方测量。而核电站的运行会产生大量的中微子，江门开平市毗邻阳江核电站和台山核电站，在中微子的密度和数量上具有极大优势。

2月初，南方＋记者来到江门中微子实验室，穿上白色防护服、戴上蓝色安全帽走入恒温21摄氏度的实验大厅，发现主探测体已经初具雏形。江苏汤臣新材料科技有限公司总工程师、江门中微子实验有机玻璃安装项目经理张高峰介绍，50多位工人正在进行有机玻璃球的安装；走进直径41.1米的不锈钢网壳、直径35.4米的有机玻璃球，仿佛置身于科幻大片中。

工人正在进行有机玻璃球的安装。

未来，球体内部将注入2万吨的高纯度、高性能液体闪烁体，而整个探测器将浸泡在位于地下实验大厅内44米深的水池中央，被3.5万吨超纯水包裹，就像一个泡在水桶里的大“西瓜”。

中国科学院高能物理研究所高级工程师钱小辉介绍，目前，中心探测器安装进度已超过70%。安装中心探测器的同时，科学家们还在同步进行液体闪烁体混制与纯化设备、反符合探测器等安装调试。春节将近，科研人员和建设者仍坚守一线，各项实验装置正在紧锣密鼓地建设中。

目前，中心探测器安装进度已超过70%。

为什么要将这个庞然大物建在地底？钱小辉对记者说，由于地面上有很强的宇宙射线，会干扰对中微子的探测。山体和岩层就相当于过滤器，可将宇宙射线的强度大幅降低，科学家们可以得到纯净的中微子信号。

中国科学院高能物理研究所副研究员王志民在江门中微子实验室已经工作9个年头了。他目前主要工作于粒子物理实验相关领域，包括宇宙线、中微子、暗物质相关的探测与研究。王志民博士在参与完成大亚湾反应堆中微子实验之后， “转战”江门，参与中微子实验的预研、生产、建设与集成测试等工作。

南方＋记者见到王志民时，他正在地下的液体闪烁体厅内和项目成员一起争分夺秒进行江门中微子实验奥载瑞思（OSIRIS）探测器的纯水灌装工作，并进行多项实验数据的监测和分析。他所做的工作是为了在江门中微子实验真正开始灌装液体之前，通过实验实际测量纯化后液体闪烁体的放射性等关键性能指标，以达到中微子实验对液体闪烁体天然放射性的要求，并通过真实的物理测量验证探测器各子系统的工作性能，为未来探测器运行与数据分析积累经验。

江门中微子实验对液体闪烁体的洁净度要求极高，整个探测器需要注入2万吨的液体闪烁体，其中最多允许有0.008克灰尘总量，王志民和团队的工作就是要一批批制造出达到要求的液体闪烁体。

王志民称，按照工作进度，团队计划在今年春节前完成奥载瑞思探测器的灌装。但科研工作往往存在很大的不确定性，常常遇到各种各样的问题，所以要边解决问题、边往前推进，实际的工作进度可能会稍微慢一点。

科研人员正进行液体闪烁体混制与纯化设备、反符合探测器等安装调试。

在液体闪烁体厅内的显示器上，相关数据不断更新，“通过数据，探测器及未来液体闪烁体的性能特征可以进一步地分析出来，我们需要对各种数据及时整理，看看有没有问题。”王志民说，“到目前为止，监测的数据和预想基本符合，希望我们在春节后在召开的江门中微子实验合作组会时能有一个初步的结果，这样就能和其他科学家开展进一步的讨论。”春节期间，实验室预计有近百人值守科研、建设岗位。

自项目实施以来，项目组集智攻关、多措并举，攻克了全部技术难关：研制成功具有自主知识产权的国际最高光子探测效率的光电倍增管，打破了该领域的国际垄断，并获欧盟、美国、日本等的专利授权；研制了高强度、高精度、高透光率光电倍增管水下防爆系统；研发高洁净度、高密封、高效率的液体闪烁体纯化系统，获得了目前国际上衰减长度最长的液闪；采用水下电子学的创新设计，以民用器件实现了航天可靠性；完成35.4米直径有机玻璃球（国际最大）、41.1米直径的不锈钢网架等探测器关键部件的设计、研制及批量生产。

探测器建成后，水池将封盖，探测器将在“不见天日”的情况下运行。届时，这个中微子探测器将成为世界上能量精度最高、规模最大的液体闪烁体探测器。

【策划】罗彦军 曹斯 胡念飞 王海军

【统筹】徐勉 张志超 贺达源 张西陆 刘子葵 丁晓然

【采写】南方+记者 张笛扬 董有逸

【摄影】南方+记者 董天健

【视频】南方+记者 万稳龙