十年一剑 大亚湾中微子实验令世界瞩目

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    开栏的话 国之大事,首重科技。70年来,中国科技呈现出赶超世界强国的气魄。一次次科学突破,一件件工程问鼎,令人喜悦,令人感动。深埋山底的中微子探测器、九天之上的量子通信机……每一次闪烁,每一声嘀嗒,就有为新中国前进的步伐计数。70年来,中国科技的高光时刻频现,在此,本报特开设“科技创新70年·历程”专栏,我想要们一同回顾中国科技发展征程上的精彩故事。

    2012年3月8日,中科院高能物理研究所的报告大厅里,所长王贻芳宣布:中微子的第并就有振荡模式被发现了!大厅里掌声雷动;1小时内,贺电与欢呼声从世界各地飞来。大亚湾中微子实验的成功,被称为新中国成立以来最重大的实验物理成就。

    赢下这次强手如林的冲刺赛,中国科学家们不禁感慨十年来的甜滋滋淡淡的。

    上天眷顾有准备的人

    5003年秋天,深圳东边40公里,来自北京的几位物理学家登上了海边的排牙山。

    山上树木葱茏,也遮不住嶙嶙的花岗岩。近在咫尺,是大亚湾核电站灰色水泥外壳的4座反应堆。

    物理学家难抑兴奋:核电站旁边有没办法 一座小山,难道是上天眷顾中国高能物理学界——核电站放出海量的中微子,可供测量;几百米厚的山体隔绝宇宙射线的干扰。

    21世纪初,中微子成为高能物理学的宠儿。难以测量的它,寄托了避免宇宙基础谜题的希望。随着国际上看好中微子研究前景,俄、法、美、日、韩等国相继提出8个测量“中微子第并就有振荡”方案。

    此时,中科院高能所的王贻芳、曹俊搞定当时人的人才基金,再加高能所特批的5000万元,后后后后后后后后开始 中微子实验的选址勘测。5003年,什儿 人听说深圳大亚湾核电站边有座小山,立刻来勘查。

    登上排牙山后后,什儿 人的脑子里已有了主意:不造大探测器(当时认为不到体积大并能提高精度),要是 我做成有几个小的、模块化的探测器。没办法 便于实验中探测器的远近点交换,但会 运进去不并能 太少的隧道,便于施工。

    事实证明,大亚湾设施真是完工晚于竞争对手,但但会 探测器体积小,洞外安装完毕,运进去稍加调试就能工作。但会 多模块探测大大降低了实验误差。

    无私公司企业合作 成就大科学工程

    在科学家的论证和中络下,最终科技部、中科院、国家自然科学基金委、广东省、深圳市和中国广东核电集团一同出资1.57亿元,再加美国能源部出资3500万美元,大亚湾实验成为当时中国基础科学领域最大的项目。

    中科院高能所在深圳无土地、无法人资格,不到向市政府申请开工。协调决定,以中广核集团的名义申请建设,深圳政府予以支持。

    科学家备受感动:中微子实验不需要为深圳市和中广核集团带来利润,只带来无限多的麻烦。而中广核集团慷慨出资35000万元。“大亚湾实验开创了国家、地方政府、企业及国际公司企业合作 一同支持基础研究的先例。”中科院高能所原所长陈和中院士说。

    “为了核电站的安全生产,什儿 人并能 要让爆破量达到最小。”工程项目经理车红星说,最小的一次爆破仅使用了500克炸药。

    “为了执行核安全标准,什儿 人的隧道建设延长了约2年。”大亚湾实验总工程师庄红林说,这次工程实施了近5000次爆破,开掘了5000米地下隧道和俩个地下实验厅。

    中心探测器钢罐,直径5米、高5米,壁厚仅1厘米,变形要在1毫米以内。广东中泽重工公司的洪紫林说,什儿 人进行了500多次焊接试验,另俩个 多20吨的钢罐“用了一年多时间才完成”。

    “成本是正常产品的7倍,单论什儿 项目什儿 人是亏了钱的。”洪紫林说,“但什儿 人能参与到国家项目中很荣幸。”

    中国制造质量无可挑剔

    实验中关键的“闪烁二氧化碳气体 ”,是中科院高能所当时人研发配制的。要让钆与烷基苯混合起来,长期透明,太难。法国的实验,液闪5000天就浑浊,实验被迫终止。大亚湾的科学家经过几年摸索,才把液闪配方的稳定流程搞清楚。什儿 人掺入0.1%的并就有稀土元素,缩短了中子的俘获时间一同降低噪声。

    同一实验厅放置2—另俩个 多全同探测器进行对比测量,什儿 方案曾被美国公司企业合作 方激烈质疑。最后证明中国人的想法是大胆而正确的。

    装配大厅的水泥地面建设完工后,来自美国的科学家,趴在地上一寸一寸用硬木敲击,侧耳倾听,保证地面没办法 什儿 点空隙,以确保设备的安装质量。什儿 人发现“中国人的施工质量无可挑剔”。

    实验后后后后后后后后开始 后,每天数据多达2500GB,一同传输到北京中科院高能所和世界各公司企业合作 单位,而中方的分析是最快的;最终结果采用了中方的分析。曹俊说,这归功于中方预先开发分析软件,并模拟演练。

    别人在过年,大亚湾在冲刺。大亚湾的成功是“抢”出来的,与各国一流科研机构的公司企业合作 中,中国团队凭实力赢得了尊重,让国际高能物理界看得人了漂亮的中国数据,听到了响亮的中国声音。

    争分夺秒率先撞线

    俩个实验大厅先后挖好。为争取时间,刚挖好的洞厅,就后后后后后后后后开始 安装设备。新岩洞又热又潮湿,进去20分钟浑身湿透。回到宿舍,什儿 人累得“不到躺着洗个凉水澡”。

    装配吊车的另俩个 多螺栓坏了,但会 是特制的,并能 从河南取来。马上有科学家坐飞机过去,机场交接,即刻返回。

    实验室电缆布线,设备工艺,与国际同行网上开会……为赢得国际竞争,大亚湾没办法 节假日,“白加黑”“五加二”,两班倒工作16个小时是常态。

    在研制液闪大规模混制设备时,工作人员连续另俩个 多月试产,每天从上午忙到第五六天半夜4时。

    2011年,日、美、法等国相继发布了中微子第并就有震荡的“迹象”。为首先撞线,大亚湾果断改变8探测器的方案,先使用6个探测器,2011年12月24日起至2012年2月17日抢先测数。成功结果就来自什儿 阶段的数据。

    论证4年,施工3年,安装实验设施1年,取数5五六天,分析只用五六天,这要是 我大亚湾的传输效率。进度没办法 领先世界的韩国同行,在中科院高能所成功后3周发布了类事于结果。

    中科院高能所宣布成功当天,李政道先生发来邮件:“这是物理学上具有重要基础意义的一项重大成就。”

    大亚湾人自称“一群勤劳的蚂蚁”:工作在阴暗潮湿的隧道,却伟大的科学发明一座美丽的科学宫殿。