广东埋得最深的秘密：在地下700米

本文来自微信公众号：读城记工作室 （ID：DUCHENGJIPLUS），作者：黎广，编辑：陈泽秀，头图来自：视觉中国

作为一个科研工作者，武建华最近话说得很多。

坊间流传着中国科学院在广东江门开平地下700米的中微子实验室，在6月27日注入两万吨水，那之后，人们再也无法用肉眼看到中微子捕捉器这个“国之重器”了。

所以，从6月初开始，来参观的人变多了，武建华需要向来访者介绍他们在做什么。

△  捕捉中微子的球体  时代周报记者摄

“中微子”，这种科技纯度高的词汇，在开平这个以碉楼、濑粉、侨乡和马冈鹅为主线故事的城市里，似乎有些格格不入，但又是格外和谐。

武建华是这项实验工程办常驻现场的主管。这个来自山东菏泽的小伙，中科院博士毕业后，就开始参与这个实验。

他说，很多中科院高能所的人在这个不大出名的地方生活了好多年，作为北方人对开平了解甚少不足为奇，就如世人对中微子同样陌生一样。 

坊间还有另一个传闻——如果中国在未来几年获得诺贝尔物理学奖，最有可能的候选人，就是出自这个山沟沟里的中微子实验。

武建华笑了，“虽说要看运气，但也不是不可能”。

一、如何抵达地下700米

央视在最近的大湾区直播中提到，开平的中微子实验，是国之重器。

在中科院高能物理研究所的介绍中，这个实验从2013年立项，2015年初基建开工，至今已近十年，但在广东，它的名气似乎没有与地位相匹配。

“其实与贵州‘天眼’相比，广东的中微子实验，两者都是科学研究的装置，贵州天眼名气在外，实际上中微子实验也毫不逊色。”

这种表述符合武建华这样的科学工作者，不张扬，不强求，只是安安静静地做好本职工作。

“我们的确计划在6月27日后停止对外开放，所以大家知道这个消息之后就赶在这之前来参观，不过这也有利于我们普及科学知识，是好事。”

但要进到那个地下700米的中微子实验室，并不是靠双脚就能完成的。

要进入这个国内最大的地下实验洞室，需要乘坐由绞车缆绳拖拽的小火车，沿着1266米的斜井隧道，滑落到地下700米深处。

△  乘坐小火车通往地下700米的深处  时代周报记者摄

第一次站在斜井平段的人会从这里开始迷路——就像置身一个地下迷宫，而地底的灯光也明暗不一，过道甚至停着一台漆色斑驳的推土机。

来到实验厅内部，就像站在一个深71米，跨度49.5米的水桶边缘，“水桶”中间还有一个巨大的钢结构球体。 

武建华向时代周报记者介绍说，6月22日把这个不锈钢结构的球顶做好，接下来要在这个球体里面安装有机玻璃球，等到有机玻璃球和捕捉器（光电倍增管）等设备安装好，就要开始往“水桶”和“球”里灌水。

“所以外面传言的27号灌水的消息有误，是从那一天开始我们要制作有机玻璃球了，这个施工过程对安装环境的洁净度要求比钢结构严格很多，尤其是对有机玻璃进行聚合退火的过程中，灰尘可能会影响安装质量，所以我们要尽可能减少人为干扰。”

△  捕捉中微子球体的局部照片  时代周报记者摄

可以理解为施工结束，整个实验厅除了一个密闭的钢筋水桶，什么也看不到，所以在6月27日前参观的目的，就是为了看个球。 

二、核电站中微子捕手

这个球是整个中微子实验的核心。未来在这个球里所发生的一切，或许都是解开宇宙之谜的一把钥匙。

所谓中微子，其实有三种，在构成物质世界最基本的12种粒子中占了四分之一。

它非常奇怪，在行走中不带电，重量只有电子的百万分之一，以接近光速运动，核辐射在它面前只能算个“小弟”——核辐射粒子在纯铅的物质中只能走10厘米（所以人们用铅屏蔽核辐射）。

但中微子可以无忧无虑地瞬间穿越，穿透能力惊人，对人体无害。

除了太阳不停释放中微子外，其他星体包括地球、甚至人身上都会释放。但这些零散的释放都不如核电在裂变过程中的稳定。

中微子还有个特点，在传播过程中会发生振荡，在50公里~55公里处来自反应堆的中微子振荡效应最明显。

“我们这个位置就在金鸡镇和赤水镇一带的打石山下，距离广东台山和阳江的两个核电站都是53公里，所以两个核电站释放的中微子，理论上都会在我们这个位置发生振荡。”

△  正在施工中的中微子捕捉器  时代周报记者摄

当两个核电站稳定的中微子束流传播到这里，并发生振荡，这里就是最佳的捕捉和观察点，而深埋地下700米，是为了屏蔽宇宙和其他射线的干扰。

武建华解释，外界理解的“注水”的确没错，因为确实会分别在“水桶”和球体里注入不同的水，“外面一层是超纯水，即可以探测中微子，也可以用来屏蔽其它干扰信号。玻璃球体里注入的是液闪水，中微子如果在这个液体里发生反应，就会出现荧光。于是，球体外密布的光电倍增管就会捕捉这些微光，把光信号脉冲成电信号，由数据获取系统保存下来，提供给物理学家进行中微子分析研究。”

△  光电倍增管  时代周报记者摄

中微子实验的这种工作逻辑，意味着当实验开始以后，不能有任何的光进入实验球内部。这才是坊间认为以后看不到这个球的根本逻辑。

但这也没有错。

毕竟未来在这儿出现的一点点光，都关乎星辰大海，人造的任何光源甚至带来的任何灰尘，都对探索宇宙的未解之谜，带来有误的参考。

三、下一个诺贝尔

中微子实验究竟会带来什么，答案可能是说不好。

“它的意义不会像发现裂变或者原子、中子对人类社会那么重要，但它可能是我们了解宇宙起源的一把钥匙。比如我们在研究宇宙的时候，有些能量找不到了，那这些能量去干嘛了。这些能量，可能就和中微子有关。”

宇宙大爆炸理论认为爆炸发生在一个点，当爆炸以后，如果正反物质都是等量的话，点的周围是一片混沌能量体，混沌的东西就无法演变成我们所见的星系或者星球。

△  中微子捕捉器局部  时代周报记者摄

所以，研究中微子的人认为中微子打破了宇宙大爆炸的平衡，才使得宇宙在后来向外扩张的演化过程中，形成了星球、星系这些肉眼可见的物质。

无论是中微子还是宇宙探测，在科学领域都属于基础研究。

武建华对时代周报记者说，这个项目也类似贵州的“天眼”（俗称“大锅”）只能先研究清楚物质本身的性质是什么，至于未来如何掌握并且利用，只能以后再说了。

中微子自1956年被发现以来，已经有四位不同国籍的物理学家在这个领域获得了诺贝尔物理学奖，但一个诺奖获得者背后庞大的团队和国家实力，往往是大家忽略的，“如果能把项目经理推到诺奖当然很了不起，但还是要看运气。”

△  从地下回到地面  时代周报记者摄

从地下700米回到地面需要15分钟，在距离和时间之外，这还有另一层意义：它是江门开平碉楼、侨乡、马冈鹅、建筑之乡和宇宙大爆炸之间的通道；是世俗社会的KPI和反物质消失之迷的通道。

下一步，中微子实验还将带动江门的科技产业，除了建设中微子科技科普展馆以外，还将建设国际科学小镇，当地政府计划将这里打造成中科院的后花园、新分部、科技发布中心和国际会展中心，也会带动当地建设科研创新城，吸引高端人才聚集。

这个广东埋得最深的一个秘密，在江门开平的地下700米。

700米之上，是人间的风雨和孤寂，是开平这片土地饱经沧桑的闯荡与坚守。700米之下，是天堂的彩虹与邂逅，是科研人员仰望星空的浪漫与期许。

人间烟火与星辰大海，没想到在这里不期而遇。

本文来自微信公众号：读城记工作室 （ID：DUCHENGJIPLUS），作者：黎广，编辑：陈泽秀