“振蕩”世界的中國力量

高雅麗+陳歡歡

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)常年工作在百米高的花崗巖山體腹中，身處“不見天日”的工作環(huán)境，團(tuán)隊(duì)卻解開了全世界高能物理學(xué)家都想解開的謎題——2012年3月8日，他們發(fā)現(xiàn)了中微子的第三種振蕩模式，并測量到其振蕩概率。

由于這項(xiàng)震驚國際物理界的成果，王貽芳獲得科學(xué)界“第一巨獎”的基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎，成為了第一個獲此殊榮的中國科學(xué)家。2017年，“國家自然科學(xué)獎一等獎”經(jīng)過17年9度空缺后，毫無懸念地花落“大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)”。在首個全國科技工作者日，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)獲得首屆“全國創(chuàng)新爭先獎”。

“全國創(chuàng)新爭先獎”每3年評選表彰一次，是僅次于“國家最高科技獎”的科技人才大獎。中科院高能物理所所長王貽芳說：“獲獎對于團(tuán)隊(duì)來說是莫大的榮譽(yù)，這是國家、社會、公眾對團(tuán)隊(duì)工作的認(rèn)可。”

中微子是物質(zhì)世界最基本的粒子之一，物理學(xué)界對它的探索從未停止。2003年，為了測量最后一個未知的中微子混合參數(shù)，國際上有8家實(shí)驗(yàn)室競相提出方案。中科院高能物理所的大亞灣實(shí)驗(yàn)方案精度高達(dá)1%，從中脫穎而出，吸引了多國科學(xué)家加入。

“當(dāng)時國際上共有7個國家提出8個方案，最終3個得以實(shí)施，大亞灣探測精度最高，數(shù)據(jù)獲取效率位居國際同類裝置第一。”王貽芳回憶，當(dāng)時，韓國的RENO實(shí)驗(yàn)和法國的Double Chooz實(shí)驗(yàn)也都致力于尋找中微子的第三種振蕩。

2012年2月，實(shí)驗(yàn)正式運(yùn)行后的第二個月，科研人員發(fā)現(xiàn)了中微子的第三種振蕩。3月8日，成果發(fā)布，比韓國RENO實(shí)驗(yàn)快了25天。

成果的論文發(fā)表后，國際著名科學(xué)雜志和媒體發(fā)表報道與評論上百篇。美國《科學(xué)》雜志將其評為2012年十大科學(xué)突破之一，并稱“如果大型強(qiáng)子對撞機(jī)的研究人員沒有發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新粒子，那么中微子物理可能是粒子物理的未來，大亞灣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能就是標(biāo)志著這一領(lǐng)域起飛的時刻。”

因?yàn)檫@項(xiàng)成果，王貽芳及大亞灣實(shí)驗(yàn)合作組還與其他4個實(shí)驗(yàn)組，分享了2016年度基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎。

對于目前實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的科研工作進(jìn)度，王貽芳介紹說：“目前江門中微子實(shí)驗(yàn)已經(jīng)開始著手建設(shè)，土建工作正在推進(jìn)，關(guān)鍵技術(shù)取得一些突破，重要合同已經(jīng)簽署，大規(guī)模探測器建造有了非常詳細(xì)的方案，我們對完成這個實(shí)驗(yàn)有充分信心。”

同時，王貽芳還透露，環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)建設(shè)工作正在推進(jìn)，項(xiàng)目得到了國家各個部門經(jīng)費(fèi)支持，已經(jīng)完成了初步概念設(shè)計(jì)，也得到國際高能物理學(xué)界的認(rèn)可，現(xiàn)在正在從事關(guān)鍵技術(shù)研究。他表示，團(tuán)隊(duì)有信心經(jīng)過5年的研究，把整個方案的技術(shù)細(xì)節(jié)和技術(shù)問題都搞清楚，為“十四五”期間開展建設(shè)工作打下一個良好基礎(chǔ)。

據(jù)王貽芳介紹，大亞灣實(shí)驗(yàn)合作組由來自中國、美國、俄羅斯、捷克、中國香港和中國臺灣的38個研究機(jī)構(gòu)、約270名研究人員組成。其中約150人來自境內(nèi)單位的16個高校和研究所，團(tuán)隊(duì)不僅有年輕的“90后”，還有年逾古稀的退休專家。

? ? ? ▲安裝就位的兩個直徑5米、高5米的中微子探測器（圖/新華社）

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟诙虝r間內(nèi)實(shí)現(xiàn)研究的重大突破，與團(tuán)隊(duì)成員拼搏務(wù)實(shí)、團(tuán)結(jié)一心的干勁是分不開的。從進(jìn)駐大亞灣開始，項(xiàng)目組克服了水土不服、生活條件艱苦等種種困難。

對于團(tuán)隊(duì)，王貽芳這樣形容：“我不能用一個詞語來簡單概括團(tuán)隊(duì)的性質(zhì)，但是從我自己的體會來說，我們是一個有能力、能拼搏的團(tuán)隊(duì)。在實(shí)際研究工作中，我們遇到了很多從來沒有見過的困難，通過大家的努力，可以克服難題，做出世界一流的成果。”

負(fù)責(zé)整個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目土建工程、安全管理的張浩云，早就從中科院高能物理所國資處長的職位上退休，但為了推動大亞灣項(xiàng)目，他依舊堅(jiān)守在崗位上。

在團(tuán)隊(duì)里負(fù)責(zé)中微子探測器研制的成員衡月昆說：“我們團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)是骨干成員擁有國外研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)的研究經(jīng)驗(yàn)，具備國際視野，了解我國與國外研究的差距。同時大家都有一種吃苦精神和拼搏精神，在關(guān)鍵時刻擔(dān)當(dāng)責(zé)任。”

大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)是中國基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域目前最大的國際合作項(xiàng)目。雖然團(tuán)隊(duì)取得了突破性成果，但在工作中，他們經(jīng)常會面臨“基礎(chǔ)科學(xué)研究有什么用”的問題。

對此王貽芳表示，基礎(chǔ)科學(xué)研究不能立刻對日常生活產(chǎn)生作用，但科學(xué)是人類文明的一部分。我國對科技事業(yè)的投入與國際相比，依然有很大差距。

在基礎(chǔ)科學(xué)研究投入方面，王貽芳說：“我國對基礎(chǔ)科學(xué)研究的投入占研發(fā)經(jīng)費(fèi)的比例是大約5%，國際上水平是15%，我們之間大概有3倍的差距。我覺得在未來10年左右的時間，我國可以趕上。如果在基礎(chǔ)科學(xué)研究方面沒有太大改變，十幾、二十年后難免會出現(xiàn)科技工作后繼乏力的情況。”

團(tuán)隊(duì)成員莊紅林也表示，實(shí)驗(yàn)取得成果是國家實(shí)力的表現(xiàn)，希望通過科技工作者日推動公眾對基礎(chǔ)科學(xué)研究的關(guān)注，激發(fā)青少年對科學(xué)的熱愛。（據(jù)中國科學(xué)報）※