李家洋2017 2016年国家自然科学奖一等奖得主揭晓 17年9度空缺
一场重量级的竞赛在全球展开。除了大亚湾实验,几乎同时启动的还有法国的Double Chooz、韩国的RENO反应堆实验,此外,利用加速器中微子的两个实验--日本的T2K和美国的MINOS也在高速进行。各国的顶尖高能物理学家纷纷投身这五个实验,谁先测到θ13,谁就能赢得这场全球科学家的赛跑。
“关键在实验的精度。”中国科学院院士、大亚湾中微子实验项目负责人王贻芳说,实验环境因此要更深、更暗、更干净,数据分析则要争分夺秒。
从大亚湾核电站的山底一路向下,穿过3千米的隧道,位于实验厅里的中微子探测器正静静“坐”在深蓝色的超纯水中,睁大“眼睛”紧紧盯着来自核反应堆的中微子。
2012年3月8日,大亚湾实验拔得头筹:发现了第三种中微子振荡模式并精确测量到其振荡概率。这一成果入选《科学》杂志评选的“2012年度十大科学突破”,并被美国同行誉为“中国有史以来最重要的物理学成果”。
“韩国科学家的结果只比我们晚了25天。”王贻芳回忆。
截至目前,大亚湾实验已经收获了累累硕果,首次报道测量θ13的文章被引用上千次,成为高能物理研究的经典文献之一。
继续探索未解之谜:要站到世界最前沿
自然科学奖以关注基础研究、强调原始创新著称,一等奖更是象征着我国基础研究领域的自主创新能力。
如果把大亚湾实验比喻为载人航天,那么接下来应该就是载人登月和深空探索。航天领域有这样步步发展的战略规划,在中微子领域,我国科学家又有何规划呢?
王贻芳说,大亚湾实验的成功使我国的中微子物理研究向前迈出了一大步,继续探索中微子未解之谜,将是我国相关研究实现跨越式发展和全面领先的机遇。
比如,反物质去了哪里?科学家在研究宇宙的过程中,始终未能找到答案,有人甚至称其为宇宙最大谜团之一。在目前的科学研究中,中微子最有可能解释反物质消失之谜。继测出θ13之后,如果再测量出一个名为“CP破坏”的数值,科学家或许就此能打开一扇封闭了亿万年的大门。
王贻芳说,中国在中微子领域的研究从无到有走过了十几年。如果说大亚湾实验测到的θ13是起步的话,那么正在建设的江门中微子实验很有希望确定中微子的质量顺序从而实现跨越。未来建造所有高能物理学家的梦想--高能粒子加速器并测量CP破坏,将达到国际领先水平。“一旦走完这条不寻常的路,中国必将在中微子研究领域站在世界的最前沿。”
人类数千年仰望星空,窥得行星运动的奥秘,谁能想到最终成为我们修盖高楼大厦、制造飞机汽车、发射飞船卫星的根本?
“今天的科学,将是明天的技术。”王贻芳说,这是一幅漫长的路线图,是对过去成功经验的信心,是对现在新的科学目标的承诺,更是对未来广阔前景的展望。
