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马骁妍:在地下700米深处,用十几年时光“捕捉”中微子的浪漫

时间:2026-05-02 10:33:09来源:互联网编辑:快讯

在广东省江门市开平的一处深山之中,一座地下实验室正吸引着全球科学界的目光。这座位于地下700米的实验室,承载着一项国际领先的科研工程——江门中微子实验。该实验装置自2025年11月19日发布首个物理成果以来,其测量精度已超越国际同行数十年的积累,标志着我国在基础科学研究领域取得了重大突破。

这项实验的起源可追溯至2012年。当时,科学家们在大亚湾中微子实验中发现了第三种中微子振荡模式,随即提出下一代中微子实验计划。在全球三个具有竞争力的实验项目中,中国的江门中微子实验(JUNO)与美国的DUNE实验、日本的Hyper-K实验展开激烈角逐。最终,我国科学家提出的有机玻璃球方案脱颖而出,成为实验装置的核心设计。

该探测器的设计堪称工程奇迹。其外部是一个直径41.1米的不锈钢网壳,内部包裹着直径35.4米的透明有机玻璃球。这个"巨型水晶球"内将灌注2万吨液体闪烁体,而外部水池则装有4万吨超纯水。探测器内壁密布着光电倍增管,如同无数双"眼睛"捕捉中微子碰撞产生的微弱光信号。这种设计既保证了探测精度,又有效控制了成本,体现了中国科研团队的智慧与创新。

建设过程充满挑战。由于探测器需在液体环境下密封运行30年,对材料纯度和工艺精度提出了近乎苛刻的要求。科研团队与国内企业携手攻关,成功研发出特殊表面粗化工艺和高强不锈钢环槽铆钉技术,解决了不锈钢网壳安装难题。有机玻璃球的制造更是突破多项技术瓶颈,其天然放射性纯度达到万亿分之一,远超国际标准。

在地下实验室的建设现场,工人们肩扛数十米长的锚索,在岩石涌水中开辟通道。探测器安装阶段,科研人员需攀爬数十米高的软梯,在球体表面进行精密作业。一位参与建设的技术人员回忆:"最初站在球顶时双腿发抖,如今已能自如行走。"这种蜕变背后,是无数个日夜的坚持与突破。

2024年12月18日,探测器完成灌注工作。在随后的8个月里,科研团队密切监测着球体承受的3000吨浮力变化。当彩虹出现在实验现场时,团队成员意识到这个特殊的日子将载入史册——2025年8月22日,探测器顺利完成液体置换,三天后正式投入运行。物理分析团队随即接力,在海量数据中筛选中微子信号,办公室的灯光常常彻夜不灭。

这项基础研究不仅推动了科学进步,更产生了广泛的社会影响。实验基地附近的稻田里,科研人员用镰刀割出"JUNO"字样,成为独特的风景线。当地村民虽然不完全理解实验内容,却为此感到自豪。中学生参观后纷纷留言,表示未来要投身科学研究。团队创作的科普歌曲《别叫我幽灵》更是在年轻人中广为流传。

参与建设的企业也从中获益。有机玻璃球制造公司的负责人表示,这段经历虽然充满艰辛,但锻炼了团队的技术能力。如今该公司已承接多个国际订单,与意大利实验团队展开合作。这印证了基础研究对技术创新和产业升级的推动作用。

在地下700米的实验室里,科研人员仍在继续他们的探索。当被问及中微子研究的意义时,一位科学家引用同事的话作答:"我们拥有属于自己的一片浪漫'星空'。"这片由无数精密仪器构成的"星空",正在照亮人类认知物质世界的新征程。

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