中国科学家正在探寻宇宙演化的奥秘丨开讲啦

中微子究竟是什么？电影里那些关于世界末日的猜想，到底有没有科学依据？地下700米深处，竟然藏着一个13层楼高的“星空”？粒子物理的世界，充满了问号与惊叹号。通过小小的粒子去探索大大的宇宙，本期《开讲啦》邀请到中国科学院高能物理研究所所长、江门中微子实验副发言人曹俊，他将带领我们深入地底，近距离感受历经十余年建设完成、最近刚刚“新鲜出炉”了首个物理成果的国之重器——江门中微子实验。快来领略中国科学家在粒子世界探索未知的风采！

权威澄清：电影里“中微子导致世界末日”的假设不成立

中微子，是构成物质世界最基本的粒子之一，在宇宙中无处不在。曹俊说，我们每个人每秒钟就会产生五千个中微子。但中微子最大的特点是“不带电”，且几乎不跟物质发生相互作用，因此极难被探测到。

很多人是从电影中第一次听说“中微子”的。曹俊在现场做了权威科普：电影中太阳中微子爆发导致地球过热的剧情，在现实中不可能发生。这正是由中微子“几乎不与物质相互作用”的特性决定的。即便太阳在1秒钟之内将其全部能量以中微子形式爆发，也无法加热地球。

“世界第一”是最好的广告

中微子还有一个神奇的特性：它能在飞行中自发地从一种类型转变成另一种，物理学称之为“中微子振荡”。曹俊表示，科学界认为很可能正是中微子振荡导致了宇宙起源时正反物质的不对称，使得我们今天的世界主要由正物质构成，宇宙得以稳定存在。否则，正反物质相遇湮灭，宇宙将到处是爆炸。

如何捕捉到迄今为止人类对其了解很少的中微子？曹俊介绍，江门中微子实验拥有世界上最大的液体闪烁体探测器，由近1000吨不锈钢钢架、263块有机玻璃、2万吨液体闪烁体、4万吨超纯水和4.5万只光电倍增管组成。液体闪烁体是一种能让中微子发生反应并发光的神奇液体，装在一个足有13层楼高的巨大有机玻璃球中。为了放大所捕捉到的信号，这个装置比此前全球最大的液闪探测器要大20倍，仅螺丝就超过12万套。

每天穿过探测器的反应堆中微子有5000亿亿个，能被科学家捕捉到的只有50个。但奇迹也正在发生，江门中微子实验正式运行仅59天，科学家就重磅发布了首个成果：近两个月数据所测到太阳中微子振荡频率和幅度的精度，相比过去50年间实验的最高精度提高了1.5~1.8倍！在被问及“如何吸引国际合作”时，曹俊自豪地表示：基础研究一般都要挑最好的做，我们有世界上最大最好的液体闪烁体探测装置，“加入我们是他们最好的选择”。

一个物理学家的自我修养：

往前多迈一步

在距离江门中微子实验53公里的台山核电站，曹俊和团队紧挨着核反应堆，隔墙建了一个新的中微子实验。这本是为了向江门中微子实验提供参考数据而设的小型探测器，但曹俊认为：既然做了，那就要多走一步，向极致冲击，做更多探索。于是，他们打造出了世界上唯一的低温液闪探测器，看到的光将会比当前世界规模最大的江门中微子实验还多一倍。

为了这个装置，团队下足了苦功，仅连接线就插了1万多根！令人头疼的是，接完后发现有11根线意外脱落，团队耗时两个多月也只找回6根，最终不得不接受这点小小的不完美。在《开讲啦》现场，青年科学家回忆起这段经历，仍不禁眼眶湿润。但曹俊用自身的科研经历传递着乐观：“每受一次‘折磨’，我们的‘神经’都会更强壮一些。”他还透露，即便因此损失万分之五的精度，台山中微子实验依然是世界上最好的。

撒贝宁喊话郭帆导演：

求重拍《流浪地球3》！

每天沉浸在粒子世界里研究宇宙的物理学家，也会看科幻片吗？答案是看！不仅看，他们还会算！

曹俊就曾计算过地球“流浪”的可能性。以一个物理学家的思考方式，曹俊认为通过核聚变给地球加速，能量的确可以推动地球飞到比邻星，但他同时表示，那时地球能量已经全部消耗完，整个地球会变成一个冰冷的铁疙瘩。听完推导，撒贝宁感叹道，计算过程就可以拍一部科幻电影，他于是现场“呼唤”郭帆导演，求《流浪地球3》重拍。

来源：中央广播电视总台

责任编辑：范思璐