春節(jié)將近，在廣東江門開平市打石山地下700米的江門中微子實(shí)驗(yàn)室，一群科研人員在默默地堅(jiān)守。

  江門中微子實(shí)驗(yàn)是目前世界上最大、最靈敏的中微子探測(cè)項(xiàng)目，其核心裝置是一個(gè)深埋地下的巨大球形探測(cè)器。

  從地面入口乘坐纜車，大約15分鐘后，便可見到這個(gè)位于地下700米的探測(cè)器。纜車是科研人員每天上下的“班車”。1月12日，記者搭上“班車”，與工作人員一起向著昏暗幽深的地下進(jìn)發(fā)。

  建在地下700米

  作為構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子之一，中微子不僅是宇宙中最古老、數(shù)量最多的物質(zhì)粒子，還因質(zhì)量極輕、運(yùn)動(dòng)速度接近光速且?guī)缀醪慌c任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而極具神秘色彩。

  自1956年發(fā)現(xiàn)中微子以來，人類對(duì)中微子的研究從未停止。由于極難“捕捉”，中微子至今還有很多未解之謎。為了深入探索中微子的奧秘，2015年江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目正式開工建設(shè)。該科學(xué)裝置以測(cè)量中微子質(zhì)量順序?yàn)槭滓茖W(xué)目標(biāo)，并同步進(jìn)行多項(xiàng)重大前沿交叉研究。

  中國(guó)科學(xué)院院士、江門中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目經(jīng)理王貽芳介紹：“中微子的穿透力極強(qiáng)。建在地下700米的江門中微子實(shí)驗(yàn)探測(cè)器，既可以有效屏蔽宇宙線和外界其他干擾，又不會(huì)妨礙捕獲中微子。通過江門中微子實(shí)驗(yàn)這一大科學(xué)裝置來認(rèn)識(shí)、研究中微子，對(duì)于粒子物理、天體物理、宇宙學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)意義?！?

  2024年11月，江門中微子實(shí)驗(yàn)探測(cè)器主體建成，12月18日啟動(dòng)探測(cè)器的液體灌注。如今，正值探測(cè)器灌注和探測(cè)器聯(lián)調(diào)的關(guān)鍵階段。為了早日建成取數(shù)并在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中獲得重大成果，江門中微子實(shí)驗(yàn)合作組成員正爭(zhēng)分奪秒趕進(jìn)度。

  說話間，15分鐘時(shí)間很快過去了，纜車到達(dá)了終點(diǎn)。在科研人員的指引下，記者向探測(cè)器走去。

  超純水灌裝已過半

  眼前這座巨型液體閃爍體探測(cè)器，相當(dāng)于13層樓高，被放置在地下實(shí)驗(yàn)大廳內(nèi)一個(gè)44米深的池子中央，由直徑41.1米的不銹鋼網(wǎng)殼支撐。

  工作人員介紹，江門中微子實(shí)驗(yàn)液體灌注分兩步走：前兩個(gè)月將超純水灌滿探測(cè)器最內(nèi)層的有機(jī)玻璃球內(nèi)外空間，再用6個(gè)月將有機(jī)玻璃球內(nèi)部的超純水置換為液體閃爍體。

  經(jīng)過層層過濾的超純水以最大100噸/小時(shí)的流量注入探測(cè)器，如今已注入3萬多噸，水位達(dá)到20多米，超純水灌裝過程已經(jīng)過半。

  記者在地下液體灌注監(jiān)控室看到，江門中微子實(shí)驗(yàn)的專家們與來自意大利、德國(guó)、美國(guó)、捷克的合作組成員一起輪流值班。探測(cè)器內(nèi)水位不斷上漲，水溫、氣壓、應(yīng)力、氮?dú)饬髁康葦?shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)控室的電腦屏幕上。

  “值班員們需要實(shí)時(shí)監(jiān)控這些參數(shù)，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)響應(yīng)指令，并定時(shí)在工作群里匯報(bào)進(jìn)展，保障探測(cè)器液體灌注順利進(jìn)行。”在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)擔(dān)任輪值經(jīng)理的于澤源研究員指著監(jiān)控畫面說。

  地下的場(chǎng)面很“緊張”，地上其實(shí)也沒閑著。在地面總控室，調(diào)試團(tuán)隊(duì)正同步開展探測(cè)裝置聯(lián)調(diào)，監(jiān)控屏幕上實(shí)時(shí)顯示著光電倍增管的噪聲水平和探測(cè)器的運(yùn)行狀態(tài)。

  記者了解到，江門中微子實(shí)驗(yàn)物理目標(biāo)豐富，探測(cè)裝置復(fù)雜，但調(diào)試窗口僅有超純水灌注的兩個(gè)月時(shí)間?！盀榱俗プ∵@個(gè)‘窗口期’，來自中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等單位的20余位電子學(xué)、觸發(fā)、刻度、數(shù)據(jù)獲取和探測(cè)器控制等專家密切配合，春節(jié)期間將堅(jiān)守在總控室，一起討論并解決問題。”于澤源說。

  江門中微子實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)2025年8月開始正式運(yùn)行取數(shù)。該實(shí)驗(yàn)建成后將成為國(guó)際中微子研究中心之一，進(jìn)一步鞏固我國(guó)在中微子研究領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。