中微子，作为构成物质世界的基本粒子之一，不仅是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，还因质量极轻、运动速度接近光速，且几乎不与任何物质发生反应而极具神秘色彩。自1956年发现中微子以来，人类对中微子的探索与研究从未停止。为了深入探索中微子的奥秘，2015年江门中微子实验正式开工建设。该实验以测量中微子质量顺序为首要科学目标，并同步进行多项重大前沿交叉研究。中微子的穿透力极强，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，又不会妨碍捕获中微子。日前，由中国科学院与中国广核集团合作开展的台山中微子实验项目，在台山核电站全面启动安装工作，钢罐、铜壳、有机玻璃球等探测器主体设备吊装入场。上图为正在引入探测器的不锈钢罐体，下图为正在引入有机玻璃球，将用于盛装捕捉中微子用的神秘液体“液闪”。
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作为中国科学院和广东省共同建设的大科学装置，江门中微子实验室是我国主导的大型国际科学合作项目，以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要科学目标。![]()
台山中微子实验（TAO）是江门中微子实验的近点实验，其建设目的是测量高能量分辨的反应堆中微子能谱，为江门中微子实验（JUNO）提供输入。中微子几乎不与物质发生相互作用，因此如何捕获足够多的中微子信号，是实验首要考虑的因素之一。反应堆运行时的中微子产额正比于堆芯功率，而台山核电站有世界上单堆功率最大的反应堆，因此是中微子探测实验的理想中微子源。![]()
台山核电站。
中微子探测器要尽可能大，基线距离（探测器和源的直线距离）要尽可能小，才能最大化中微子捕获能力。而台山核电站核岛进出厂房内，足以布置一台吨级的短基线探测器。![]()
这两个实验的定位完全不同，且前者是后者的子实验，严格来说不具有可比性。如果真要比较的话，台山中微子实验的体量（吨级），远小于江门中微子实验（万吨级）。但得益于其短基线，在同样时间内，台山中微子实验可捕获的中微子数是江门中微子实验的20倍。江门中微子实验的中微子信号相对弱，需要在地下700米进行，而台山中微子实验可以部署在近地表。在技术上，江门中微子实验探测器采用光电倍增管且常温运行，能量分辨率在大型液体闪烁体探测器中达到了前所未有的3%。台山中微子实验探测器采用硅光电倍增器，且运行于零下50度，能量分辨率达到2%，是国际上能量分辨率最高的液闪探测器。中微子是构成物质世界的基本粒子之一。中微子与物质发生作用的概率低、穿透能力强，因此探测难度大，也被称为“幽灵粒子”。专家表示，未来，科研人员通过江门中微子实验探测器捕捉中微子并对其展开研究，可以更好理解宇宙和物质世界。
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科学研究的目的是为人类服务，那么研究看不见、摸不着的中微子对于未来的人类生产生活将会有哪些影响呢？中国科学院院士、江门中微子实验首席科学家王贻芳表示，通过大科学装置认识、研究中微子，对于粒子物理、天体物理、宇宙学等基础科学领域具有重要意义。
除此以外，科学家们还在考虑未来把中微子应用于对地球内部的探索。目前，人类研究地球的手段一是通过钻井的方式直接取出地下的岩石，另外就是利用人造地震波来计算地壳、地幔的物理和化学性质。如果应用中微子穿透力极强的特点，未来科学家们研究地球的内部，就可以像给地球做CT一样，哪个地方有矿藏、哪个地方石油储量丰富，一扫便知。
专家称，未来利用中微子技术，国家和国家之间的通信，甚至是星际空间通信都可能更加便利。随着未来我们对中微子认识不断加深，各方面应用还将不断拓展。也许几十年或一百年后，中微子应用会融入人们生活的方方面面。
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来源：南方杂志、大湾区之声、南方+客户端、江门发布
编辑：卫
