又一大科学装置即将建成 “国之重器”为高水平科技自立自强贡献力量

　　央视网消息：下面来关注我国正在建设的江门中微子实验大科学装置的最新进展。江门中微子实验大科学装置是科研团队耗时多年，在广东江门地下700米深处建造的一个巨型实验室。利用这个深埋地下的大科学装置，科学家们将捕捉探测宇宙中最古老最原始的一种基本粒子——中微子。11月20日，江门中微子实验探测器主体即将建成。

　　那么，什么是中微子?探测中微子为什么要在地下700米深处建造一个如此巨大的实验装置?研究中微子究竟有什么意义?下面我们先通过一个短片来了解这种神奇的宇宙“幽灵”粒子——中微子。

　　中微子是构成物质世界的基本粒子之一，从宇宙产生的那一刻起就扮演着重要角色，在最微观的物质世界和最宏观的宇宙中起着重要作用，如果没有中微子，太阳不会发光，也不会有银河系、地球以及人类。从1956年人类发现中微子以来，对中微子的探索与研究从未停止，然而由于中微子极难探测，使其至今还有很多未解之谜没有解开。

　　历史上我们曾经认为原子是最小的粒子，但是在后来的深入研究中，人类逐渐发现构成今天我们的世界的基本粒子包括6种夸克和6种轻子。其中轻子中有3种是中微子，即电子中微子、缪子中微子和陶子中微子。

　　中国科学院高能物理研究所研究员衡月昆称：“中微子在宇宙中数量非常非常多，另外在宇宙之初就产生了。所谓的‘幽灵’粒子一般是打引号的，这里面‘幽灵’的意思是指它极其难探测，因为它跟物质发生作用的概率特别特别低，所以物质就很难阻挡它，它的穿透能力特别强，所以它探测的难度就特别特别大。”

　　专家称，正是因为中微子的穿透力极强，因此建在地下700米的江门中微子实验探测器既可以有效屏蔽宇宙线和外界其他干扰，又不会阻碍捕获中微子。

　　中国科学院院士、江门中微子实验首席科学家王贻芳称：“我们一方面想知道中微子的绝对质量到底是多少，另外一方面也想通过中微子的振荡知道中微子之间的相对质量差是多少。通过这些质量的研究，我们可以构造对物质世界理解的一个理论，基于此也可以跟宇宙的起源演化联系起来，让我们理解宇宙和物质世界。”

　　专家称，围绕中微子的研究是典型的基础科学研究范畴，也是国际上最尖端的科学研究领域。中微子研究也许不会在3到5年，甚至10年、20年内给我们的生活带来哪些变化。但是就如十九世纪六十年代英国物理学家麦克斯韦理论预言了电磁波的存在，从而为人类进入电气时代奠定了基石一样，百年后的人类才得以应用到各种家用电器和通讯设备。而今天，我们对于中微子的研究或许也将在未来某个时间改变我们对这个宇宙的认知，从而彻底改变人类的生活方式。

　　广东江门中微子实验探测器主体即将建成

　　江门中微子实验探测器主体即将建成，建设现场的情况如何?马上来连线正在前方的总台央视记者帅俊全。

　　记者来到了位于广东的江门中微子实验建设现场，在通往地下700米深处的地面入口处，我们了解到科学家们每天就是乘坐这个黄色的小火车通往地下实验室，旁边这个平板拖车则是运送所有建造材料物资的交通工具。工程建设9年多来，科学家们就是从这里开始一点点爆破、挖掘，在地下700米深处挖掘出了一个国内跨度最大的巨大硐室，硐室开挖土方量相当于150个标准游泳池。正是通过这个向下延伸的隧道，科研团队将探测器的所有材料、部件一点点运往地下，真的是十年磨一剑，像搭积木一样在地下深处建造出了这个世界最大最灵敏的液体闪烁体中微子探测器。现在，江门中微子实验探测器主体即将建成。这个看起来像艺术品一样的大科学装置究竟长什么样?又有怎样的复杂结构和精细设计呢?我们通过虚拟现实技术带大家来先一睹为快。

　　江门中微子实验的中心探测器外部是一个巨大的圆形水池，直径和深度都在44米左右，内部是一个直径达41米的不锈钢网壳，有点像我们夏天在水桶里面泡了一个大西瓜，不过这个西瓜下面是有钢架支撑起来的。不锈钢网壳就好比这个西瓜皮，只不过网壳内外安装布置了4.5万个光电倍增管。

　　我们来看看这个光电倍增管，外观看起来有点像我们生活中常见的大浴霸，不过它的内部有一系列关键核心技术，所以科学家们也给它起了一个好听的名字，叫黄金瞳。

　　再往里是由不锈钢网壳向内部支撑的一个有机玻璃球，直径达35.4米，这也是世界上最大的单体有机玻璃球。

　　有机玻璃到底长啥样?我们来看看，掂一下有点沉，非常透明便于观测。探测器的有机玻璃球就是由263块厚度达12厘米的巨大有机玻璃板在现场自上而下逐层拼接而成。别看12厘米感觉很厚，但是相对35米左右的直径而言，这个厚度就好比鸡蛋的鸡蛋壳还要薄，所以这个有机玻璃球的设计和建造也都极为不易。

　　现在，不锈钢网架和有机玻璃球已经合拢，随着光电倍增管模块的陆续安装，这个中微子探测器主体建设即将全部建成。大家可能会好奇，探测中微子为何要在地下700米深处呢?因为中微子极其微小，还不带电，很难与其他物质发生反应，可以轻易地穿透物体，比如现在每一秒就有上亿个中微子从我手上穿行而过，但我们却感受不到。

　　数百米的岩层可以有效屏蔽宇宙射线，但是中微子可以轻松穿过，所以深埋地下就为探测这种幽灵粒子提供了绝佳的实验场所。

　　据了解，目前现场工作还在紧张有序地推进当中，预计11月20日，最后一个圈层的光电倍增管将安装完成。

　　拥有世界最大单体有机玻璃结构

　　江门中微子实验探测器主体拥有世界最大的单体有机玻璃结构。根据设计要求，建成后探测器球体内部将灌满液体闪烁体，而外部将充满超纯水。在内外不同压强的液体中，有机玻璃的强度能够满足未来30年的使用需求吗?我们再通过一个短片了解一下。

　　江门中微子实验探测器主体的球形结构总共使用263块有机玻璃，每块的厚度为120毫米，对于如此大体积的玻璃球来说，这个厚度可谓“薄如蛋壳”。为了测试这种有机玻璃的强度，记者来到了这种有机玻璃位于江苏的生产基地。在这里一场特殊的“拔河”比赛正在进行，目的是看有机玻璃体的抗拉扯性能到底如何。现场两辆开足马力的叉车正在通过绳索拉扯位于中心位置的工字型有机玻璃体。两辆叉车可谓铆足了劲，将巨大的牵引力全部集中在这块有机玻璃体上。在几分钟的实验中我们看到，叉车仅仅是在原地打滑，轮胎不仅磨掉了很多碎屑，甚至还冒出阵阵浓烟，中间的有机玻璃体却毫发无损。实验证明，用于江门中微子实验探测器主体建设的有机玻璃体拥有十分出色的抗拉扯性能。

　　为了测试这种有机玻璃的抗撞击能力，在另一处测试点，400千克重锤冲击试验也已经准备就绪，被撞击的对象同样是用于江门中微子实验探测器主体有机玻璃球建造的材料，不过试验中使用的这块有机玻璃厚度要更薄一些。随着现场铁锤被拉高到测试的标准高度后，撞击试验开始了。伴随巨大的撞击声，锥型重锤的最尖利边缘重重地撞在有机玻璃表面，并被瞬间弹回。尽管有机玻璃在400千克重锤撞击下整体出现了瞬间形变，但是并没有出现破损与开裂，仅仅在表面留下一些重锤上颜色的痕迹。实验证明，应用于江门中微子实验探测器的有机玻璃耐冲击性同样十分优秀。