每時每刻，我們的身體都會被數以萬計的“隱身物質”穿過，我們卻完全感知不到它們的存在。這些“隱身物質”就是構成物質世界最基本的粒子之一：中微子。

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在廣東江門，國家重大科技基礎設施江門中微子實驗裝置正在緊張建設中。目前，位于地下700米的中心探測器有機玻璃球已經完成赤道層安裝，預計今年年底完成整個探測器的建設。

什么是中微子？我們為什么要探測它？這個深埋地下700米的探測裝置到底長什么樣？它將如何捕捉中微子？研究中微子又將為我們解答哪些宇宙的奧秘？一問到底↓

什么是中微子？為何要探測中微子？

宇宙中無處不在的中微子到底是什么？我們又為何要專門建一個大裝置來探測它？

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：中微子是一種不帶電的中性粒子，所謂微，就是質量特別小，它比電子的質量大概還要小億分之一，像電子、夸克一樣都屬于組成現在物質界的最基本粒子之一。

中微子是人類目前所知的建造物質世界最小的磚塊，比組成我們人體粒子的間隙還要小，很難被探測到，因此它也被稱為“幽靈粒子”。中微子無處不在，恒星內部的核反應，超新星的爆發，核反應堆的運行，以至于巖石中的放射性物質衰變，都產生大量中微子。但是，由于中微子與普通物質的相互作用很弱，甚至可以穿過整個地球而不被任何物質吸收，因此，無所不在的中微子卻是基本粒子中人類了解最少的一種，至今仍有諸多未解之謎。

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：因為中微子很難發生相互作用，而且就算發生也是弱相互作用，換句話說，就是能量交換非常少，所以探測器一定要做得特別大，足夠大才有可能得到足夠多的樣本，才能探測這些難以捕捉的“幽靈粒子”，我們正在建設的是一個巨大的、球形的深埋地下的探測器。

深埋地下700米 中微子探測裝置長啥樣？

我們之所以要探測身邊無處不在的中微子，是因為它們還有諸多未解之謎。而我們的探測器是一個深埋地下700米的巨大的球形裝置，這個正在建設中的裝置到底什么樣？

總臺央視記者 任梅梅：從江門中微子地下實驗室的入口，到達地下700米的深度，需要乘坐纜車，這個纜車也是科研人員每天上下通勤的“班車”，每次可以同時搭載40多人。

乘坐纜車，穿過1267米的斜井隧道，大約15分鐘，記者來到了地下700米的巖洞。

總臺央視記者 任梅梅：在這個巨大水池中央的球形探測裝置就是主探測器了，它是一個直徑30多米的有機玻璃體，在外側是不銹鋼的支撐框架，光電倍增管等一系列探測設備的安裝工作正在緊張進行當中，它就像一個深埋在地下的大“眼睛”，幫助科學家們捕捉中微子的痕跡。

球形探測器最大圈層赤道層如何安裝？

目前這個中微子實驗裝置的中心探測器有機玻璃球已經完成赤道層安裝，那么作為最大圈層的赤道層安裝有何難點？

總臺央視記者 帥俊全：在江門中微子實驗的水池底部，上方正在建造的就是世界最大也最靈敏的液體閃爍體中微子探測器。在腳手架的施工平臺上方，正在施工的就是世界最大的直徑35米的有機玻璃球，正進行它的最大圈層——赤道層的安裝。

升降平臺是完成有機玻璃球安裝的重要輔助平臺，直徑和高度逐層可變。工程人員將在該平臺上逐層完成有機玻璃的吊裝就位、拼接聚合、固化、退火、打磨、清洗、貼膜等工序，最終完成有機玻璃球的整體安裝。

中國科學院高能物理所正高級工程師 江門中微子實驗總工程師 馬驍妍：赤道層相對于其他層來說，它的難度就是在于每一塊板材的尺寸很大，在調裝的過程中會相對難一些。

專家介紹，整個探測器總共由263塊有機玻璃板拼接而成，每一塊玻璃板的厚度有120毫米，這也是目前世界上最大的單體有機玻璃結構。

中國科學院高能物理所正高級工程師 江門中微子實驗總工程師 馬驍妍：你覺得120毫米很厚了，如果按比例去看的話，其實它比雞蛋殼還要薄的，（因為）未來我們站的這個地方就是液體閃爍體，兩萬噸的液體閃爍體在有機玻璃球里面。

地下“水晶球”將如何捕捉“幽靈粒子”？

據專家介紹，江門中微子探測器的主體部分，也就是這個直徑約35米的有機玻璃球，相當于12層樓的高度，建成后，玻璃球里面將灌入2萬噸液體閃爍體，而它外部的水池里，將充滿3.5萬噸高純水，相當于300萬桶桶裝水的量。為何要在球形探測器里面灌入液體閃爍體，這樣的設置將如何捕捉“幽靈粒子”中微子呢？

液體閃爍體，作為探測中微子的介質，它的主要成分其實是一種叫烷基苯的液體，是日常生活中使用的洗衣粉、洗衣液的原料，無毒無味對人體沒有任何危害性，但是江門中微子實驗所用的液體閃爍體不僅要很透明，還要求非常干凈，具體來說就是2萬噸液體里面混入的灰塵不能超過0.008克。

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：帶電粒子打上去以后，它能發出光的，我們叫它閃爍光，所以我們叫它液體閃爍體，直徑有37米的球，光可能會在中間發出，它要穿過這個閃爍體出來，如果透明度不夠，光在里面就被吸收，就傳不出來了，所以我們需要更透明。

當外界的中微子進入到探測器內部，只要有一個中微子與液體閃爍體作用，它就會發出微弱的光，這個光是我們肉眼無法分辨的，不過探測器外圍的數萬個光電倍增管可以將其捕捉到，將光信號轉化成電信號，并將微弱的電信號放大1000萬倍。

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：光電倍增管把它由光信號轉變成電信號，再通過電子學送到計算機，經過數據分析我們就可以得到中微子的一些性能了。

中微子探測裝置為何要建在地下700米？

中微子探測裝置為什么要建在地下700米深處呢？探測中微子不能在地面上進行嗎？

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：中微子它本來是很難探測，地面上有大量的來自宇宙的宇宙線，這種宇宙線打到我們的探測器上也會產生假的中微子信號，所以說我們把探測器放到地下，這樣的話，地下700米的巖石層就能把這些宇宙線給阻擋掉。

在地下700米建設大科學裝置有多難？

專家介紹，要捕捉中微子，需要足夠深、足夠暗、足夠干凈的環境，700米地下深處，可以屏蔽掉絕大多數的宇宙線。不過，要在地下700米建設如此龐大的一個探測裝置，并非易事，到底有哪些難點呢？

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：首先這邊是在南方，挖掘的時候，有大量的水，現在每小時三四百立方的水我們往上抽，我們地下的隧道，包括地下試驗室的挖掘都是非常困難，第二個就是地下700米巖石的溫度已經高達37度，這種高溫高濕的環境對我們人員的工作壓力是很大的。第三個關于有機玻璃球，這是目前來說世界上最大的一個單體有機玻璃球，所以整個制作其實是有很多的技術難題在里面的。

為了保證探測器的潔凈度、變形控制和作業安全，整個不銹鋼網架地下組裝不使用焊接，而是采用擁有專利的高強不銹鋼鉚釘連接技術，精度要達到毫米量級，鉚釘數量就達到了12萬套。

中微子探測裝置建成后將解答哪些科學謎題？

中微子探測器，這個深藏于地下700米的科學重器，建成以后將為我們解開哪些科學謎題，又將探索到宇宙的哪些奧秘呢？

據了解，建成后，江門中微子實驗將運行30年，預計在中微子質量順序、中微子混合參數的精確測量以及超新星、地球及太陽中微子研究方面產出系列重大物理成果。

中國科學院高能物理所研究員 江門中微子實驗現場安裝經理 胡濤：江門中微子實驗的首要目標就是希望測量中微子的質量順序，這個對中微子物理，包括天文物理都是非常重要的一個參數，第二進一步精確測量中微子振蕩的一些參數，希望得到國際最先進的水平，希望有新的物理發現，除此之外我們可能還有一些在超新星爆發的機制、太陽核心的物理核反應，甚至地球模型的研究上，都是有可能有一些貢獻的。