实验大厅内，4个中微子探测器通过网络直播向大众呈现。
大洋网讯 自2003年开始历经4年酝酿、4年建设和9年运行，大亚湾反应堆中微子实验(以下简称大亚湾实验)装置在实现原定科学目标、完成科学使命后，于12月12日正式退役。在其退役仪式上，大亚湾实验中方负责人、中科院院士、中科院高能物理所所长王贻芳按下了停止运行的按钮，探测器运行取数时间定格在了“3275天11小时43分0秒”。
据了解，大亚湾实验在“服役”期间取得了包括“发现一种新的中微子振荡”“精确测量反应堆中微子能谱”“给出低质量区惰性中微子最好的限制”等数项世界领先的科研成果。王贻芳表示，大亚湾实验是我们中微子研究的开端，而江门中微子实验将取得更大成果。
随着实验大厅的水池外罩逐渐被打开，沉浸在碧蓝色高纯水中的4个中微子探测器运行取数8年来第一次显露在空气当中。最前沿的大科学装置通过网络直播的方式近距离呈现在了大众面前。
历时13年
从动工到“退役”
据了解，大亚湾实验项目于2003年提出，得到科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、广东省政府、深圳市政府及中国广东核电集团的联合支持。以中美物理学家为主，组成了包括七个国家和地区、40多个单位在内的国际合作队伍，于2006年正式立项。2007年10月该项目破土动工，2010年底完成全部地下实验洞室的爆破任务，2011年8月开始前2个探测器的运行取数，2011年底开始后6个探测器的运行取数，2012年10月开始全部8个探测器的运行取数，并稳定运行至2020年底。
据王贻芳院士介绍，中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，从宇宙诞生的大爆炸起就充斥在整个宇宙空间。太阳、地球、超新星、宇宙线、核反应堆，甚至人体都在不停地产生中微子，每秒钟都有亿万个中微子穿过我们的身体，但无法察觉，因为它几乎不与任何东西发生反应，甚至可以轻松穿过整个地球。
而大亚湾实验是一个研究基本粒子物理的实验设施，主要目标是利用核反应堆产生的电子反中微子寻找一种新的中微子振荡，并精确测量该振荡的机率。
面对大亚湾实验装置“退役”，王贻芳告诉记者：“各种感觉都有，一方面是高兴，看到它顺利完成了所有的预定任务；第二，多少还是有一点说不上来的感觉，它毕竟是结束了。”
王贻芳
55天大突破
发现新的振荡模式
2011年底，大亚湾实验正式运行取数，仅用55天的数据就取得了重大突破。
2012年3月8日，大亚湾实验国际合作组宣布发现了一种新的中微子振荡，并以前所未有的精度，测得其振荡大小为0.092，误差为0.017，无振荡的可能性仅为千万分之一。
“我们第一次看到了一种新的中微子振荡模式，这个参数是第一次被测到，我们也是用非常高的精度测量的。”王贻芳说，从2012年起，大亚湾实验基于持续累积的统计量和分析技术的改进，不断更新θ13测量结果，一直保持在世界最高精度。2018年，大亚湾实验积累了当时世界最大样本的反应堆中微子数据，将振荡参数sin22θ13的测量精度从2012年的20%提高到了3.4%，为世界最精确的测量，完成运行后采用全部数据精度可达到2.7%。在可以预见的未来，大亚湾实验的测量精度不会被其他实验超越。
这一重大发现对于研究物质本原和宇宙起源、理解宇宙中反物质消失之谜具有重要意义，在国际高能物理界引发了强烈反响。
而大亚湾实验由于发现了中微子振荡的新模式，更被《Science》杂志评选为2012年度十大科学突破之一，并获得2016年度国家自然科学一等奖、2016年度基础物理学突破奖以及2019年度未来科学大奖等多个奖项。
从无到有
跨入国际先进行列
2016年，利用621天的数据量、超过100万个反应堆中微子的事例样本，研究团队精确测量了反应堆中微子能谱，发现与理论模型相比存在两处明显反常。
2017年，大亚湾实验利用1230天的实验数据样本测量了中微子事例率和能谱随反应堆核燃料燃烧历史的演化。
王贻芳说，大亚湾实验精确测量了反应堆中微子能谱，发现与理论模型相比，存在两处明显反常，未来需要进一步研究。此外，大亚湾实验给出了低质量区惰性中微子最好的限制，基本排除了之前两个美国实验给出的这个假想新粒子的存在空间。“大亚湾实验使人们对物质世界的基本规律有了新的认识，该实验发现的中微子振荡振幅比预期要大得多，为未来中微子研究指明了方向。”而大亚湾实验更使我国的中微子研究从无到有，跨入国际先进行列。
谈及大亚湾实验退役的原因，王贻芳解释，到2020年底， θ13测量的统计误差已小于系统误差，继续运行不会提高精度；其他研究的数据量也基本足够，从运行的投入产出比考虑，2020年底结束运行取数是合适的。
未来可期
江门中微子将取得更大成果
而针对江门中微子实验，王贻芳说，大亚湾实验是我们中微子研究的开端，江门中微子实验将取得更大成果。
据了解，江门中微子实验的规模将比目前国际上最大的同类探测器大20倍。届时，将有18个国家和地区的78个机构近700位工作成员加入。
“中微子在粒子世界与宇宙中起了极为重要的作用，对中微子的研究将挑战人类认识世界能力的极限。” 王贻芳介绍，江门中微子实验是要测量中微子的质量顺序，目标是在它运行之后的六年内，确定中微子质量顺序的灵敏度达到四倍的标准偏差，这是最重要的科学目标。
此外，其他还有些科学目标，包括把三个中微子振荡参数的测量精度提高一个量级，另外还有超新星中微子研究、太阳中微子研究、地球中微子研究等，都将会有重要的科学产出。
“中微子研究前景光明，10年左右中微子振荡、20年左右中微子质量等问题将得到解决。”王贻芳说。
（文、图/广州日报全媒体记者 张丹）
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