深埋廣東江門地底700米的中微子實驗室 是了解宇宙起源的鑰匙?

撰文:林芷瑩
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6月底,央視推出《直播大灣區》節目,其中江門篇就介紹了位於開平市地底700米深的中微子實驗室。

據中科院高能物理研究所介紹,中微子實驗從2013年立項,2015年初基建開工,至今已近十年。時代周報旗下微信公眾號「篤誠記工作室」發表《廣東埋得最深的秘密:在地下700米》介紹,與位於貴州的「天眼」相比,廣東的中微子實驗同樣是科學研究的裝置,貴州天眼名氣在外,實際上中微子實驗也毫不遜色。

要進入國內最大的地下實驗洞室,不能單靠雙腳完成,而是需要乘坐由絞車纜繩拖拽的小火車,沿著1266米的斜井隧道,滑落到地下700米深處,猶如置身地下迷宮。實驗廳內部深71米、跨度49.5米,中間有一個巨大的鋼結構球體。

有傳中微子實驗室在6月27日注入兩萬噸水,民眾無法再用肉眼看到中微子捕捉器。中微子實驗工程辦主管武建華介紹,不銹鋼結構的球頂做好後,就要在球體內安裝有機玻璃球,有機玻璃球和捕捉器(光電倍增管)等設備安裝好才開始灌水,因此「27日灌水」的消息有誤,「是從那一天開始我們要製作有機玻璃球了,這個施工過程對安裝環境的潔淨度要求比鋼結構嚴格很多,尤其是對有機玻璃進行聚合退火的過程中,灰塵可能會影響安裝質量,所以我們要盡可能減少人為干擾」。

中微子重量只有電子的百萬分之一,以接近光速運動,可自由穿過地球,對人體無害。除了太陽不停釋放中微子外,其他星體包括地球、甚至人體都會釋放,但零散的釋放都不如核電在裂變過程中的穩定。

值得一提的是,中微子在傳播過程中會發生振盪,在50至55公里處來自反應堆的中微子振盪效應最明顯。武建華介紹,中微子實驗室位處金雞鎮和赤水鎮一帶的打石山下,距離廣東台山和陽江的兩個核電站均為53公里,因此兩個核電站釋放的中微子,理論上都會在此處發生振盪,而深埋地下700米,是為了屏蔽宇宙和其他射線的干擾。

武建華解釋,外界理解的「注水」的確沒錯,「外面一層是超純水,即可以探測中微子,也可以用來屏蔽其它干擾信號。玻璃球體裏注入的是液閃水,中微子如果在這個液體裏發生反應,就會出現熒光」。球體外密布的光電倍增管捕捉微光後,會將光訊號脈衝成電訊號,由數據獲取系統保存下來,提供給物理學家做中微子分析研究。

武建華表示,中微子實驗室類似貴州的「天眼」,要先研究清楚物質本身的性質是什麼,至於未來如何掌握並且利用,只能以後再說了,「它的意義不會像發現裂變或者原子、中子對人類社會那麼重要,但它可能是我們了解宇宙起源的一把鑰匙。比如我們在研究宇宙的時候,有些能量找不到了,那這些能量去幹嘛了。這些能量,可能就和中微子有關」。