從地面入口乘上纜車，沿斜井隧道緩緩下行，伴隨鼓風(fēng)機(jī)的持續(xù)轟鳴，約15分鐘后，記者抵達(dá)一個(gè)寬敞明亮的地下空間。這里位于地下700米深處，正是江門中微子實(shí)驗(yàn)（JUNO）所在地。
11月19日，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所在此舉辦新聞發(fā)布會(huì)，宣布JUNO裝置建設(shè)成功并發(fā)布首個(gè)物理成果。利用JUNO投入運(yùn)行后59天獲取的數(shù)據(jù)，JUNO合作組成功測(cè)量了兩個(gè)關(guān)鍵的太陽(yáng)中微子振蕩參數(shù)，并將測(cè)量精度提升至此前最好結(jié)果的1.5到1.8倍。
作為國(guó)際上首個(gè)建成的新一代超大規(guī)模、超高精度中微子實(shí)驗(yàn)裝置，JUNO主要解決哪些科學(xué)問(wèn)題？研究中微子對(duì)普通人有什么意義？為什么要不遺余力地提高中微子振蕩參數(shù)的測(cè)量精度？針對(duì)以上問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者采訪了相關(guān)專家。
第一問(wèn)：中微子有隱身特性，研究它能揭示哪些奧秘？
中微子是一種“幽靈粒子”，能輕易穿透地球和人體，卻幾乎不留痕跡?！斑@種幾乎不與物質(zhì)作用的‘隱身’特性，使中微子成為完美的宇宙信使，攜帶著關(guān)于宇宙誕生與演化的古老信息。”JUNO合作組發(fā)言人、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所王貽芳院士說(shuō)，JUNO就是一個(gè)研究中微子的專用大科學(xué)裝置。
“中微子可以分為3種：電子中微子、繆中微子和陶中微子。JUNO的核心目標(biāo)，是確定這3種中微子的質(zhì)量順序，也就是搞清楚它們當(dāng)中究竟哪個(gè)最重、哪個(gè)最輕?！敝袊?guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)曹俊說(shuō)，這是當(dāng)前中微子物理最根本的科學(xué)問(wèn)題之一。
JUNO還將精確測(cè)量中微子振蕩參數(shù)，并對(duì)太陽(yáng)中微子、地球中微子、超新星中微子、大氣中微子、質(zhì)子衰變等進(jìn)行交叉研究。
“通過(guò)這些研究，JUNO將揭示天體和行星的內(nèi)部奧秘，并搜尋宇宙背景信號(hào)。我們也相信，這些研究將極大地推動(dòng)我們對(duì)中微子的理解，并有望發(fā)現(xiàn)突破當(dāng)前理論框架的新物理?！辈芸≌f(shuō)。
第二問(wèn)：追溯萬(wàn)物的開端，對(duì)我們普通人有什么意義？
“中微子與我們的最直接聯(lián)系，可以追溯到萬(wàn)物的開端。它決定了我們能否存在。”王貽芳說(shuō)。
在宇宙大爆炸后的極早期，空間中曾遍布著微小的“密度漲落”，它們是未來(lái)所有星系、恒星乃至生命的原始“種子”。但如果中微子完全沒(méi)有質(zhì)量，它就會(huì)以光速飛馳，從而將這些珍貴的初始“種子”全部抹平。
王貽芳解釋，正是因?yàn)橛幸稽c(diǎn)點(diǎn)微小的質(zhì)量，中微子才得以減緩速度，允許宇宙早期的“密度漲落”被保留并放大，最終引力才能成功地凝聚出星系、銀河系、太陽(yáng)、地球以及人類。
“我們研究中微子，本質(zhì)上是一種對(duì)自然規(guī)律的純粹探索。它短期內(nèi)可能確實(shí)沒(méi)有直接的用處，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，其價(jià)值是無(wú)法預(yù)料的。就像電剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)，人們也不知道它將來(lái)能用來(lái)做什么?！辈芸≌f(shuō)，“這正是基礎(chǔ)研究的意義：我們先去理解世界，而改變世界的種子，往往就埋藏在這份理解之中?！?/p>
第三問(wèn)：聚焦振蕩參數(shù)測(cè)量，為何要不遺余力提高精度？
我們目前測(cè)量的中微子振蕩參數(shù)，是自然界的基本常數(shù)。這些參數(shù)的精確數(shù)值，對(duì)許多前沿研究來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
“比如，物理學(xué)中一個(gè)未解之謎：中微子是否是自身的反粒子？這個(gè)問(wèn)題的答案，直接關(guān)系到我們?yōu)楹文艽嬖谟谶@個(gè)宇宙之中?！辈芸≌f(shuō)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的最終判斷，依賴于我們對(duì)中微子基本參數(shù)的精確了解。如果這些基本參數(shù)測(cè)不準(zhǔn)，科學(xué)界可能就需要耗費(fèi)10年甚至更長(zhǎng)時(shí)間，投入巨大資源去設(shè)計(jì)多個(gè)新實(shí)驗(yàn)來(lái)反復(fù)驗(yàn)證。
曹俊認(rèn)為，如果對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量足夠精確，許多原本模糊的物理圖像會(huì)變得非常清晰，我們也能夠借此檢驗(yàn)是否存在超出標(biāo)準(zhǔn)物理模型的新物理。
JUNO剛剛發(fā)布的首個(gè)成果，正是這一精確測(cè)量理念的生動(dòng)體現(xiàn)。該成果顯著提高了太陽(yáng)中微子振蕩參數(shù)的測(cè)量精度。該參數(shù)可以通過(guò)兩種方法測(cè)量：一種是利用太陽(yáng)發(fā)出的中微子，另一種是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的中微子。但這兩種方法此前對(duì)中微子振蕩參數(shù)之一的質(zhì)量平方差的測(cè)量結(jié)果，有大約1.5倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的不一致。
“這種不一致，可能是源于實(shí)驗(yàn)誤差，但也可能暗示存在新物理。我們進(jìn)行高精度測(cè)量，能夠以更高的準(zhǔn)確度澄清這一差異，解決測(cè)量不一致問(wèn)題?！蓖踬O芳解釋。（科技日?qǐng)?bào)江門11月19日電）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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