中微子作為構(gòu)成物質(zhì)世界最基本的粒子，在最微觀的粒子物理規(guī)律和最宏觀的宇宙的起源及演化中都起著十分重大的作用。中微子物理研究領(lǐng)域的幾次重大突破都獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。近年來的重大成果有：發(fā)現(xiàn)了中微子有質(zhì)量，不同的中微子之間有振蕩，即由一種中微子轉(zhuǎn)換為另一種中微子，稱為中微子混合。這些成果被授予了2002年諾貝爾物理學(xué)獎，中微子物理已經(jīng)成為國際高能物理、天體物理與宇宙學(xué)研究的共同熱點。

中微子振蕩實驗是研究中微子性質(zhì)的主要途徑，中微子振蕩的規(guī)律可以用六個參數(shù)來表示，部分參數(shù)已經(jīng)由太陽中微子、大氣中微子、反應(yīng)堆和加速器實驗測得數(shù)值。而測量難度更大、物理意義更重要的CP破壞相角d與混合角θ₁₃成為下一代中微子實驗的主要目標，其中θ₁₃又直接影響d的測量，因此精確測量θ₁₃成為中微子實驗的首要任務(wù)。

比較目前國際上的太陽中微子、大氣中微子、反應(yīng)堆和加速器這幾類中微子實驗，其中反應(yīng)堆中微子實驗最有可能獲得突破性成果。由于核電站反應(yīng)堆是很好的中微子源，它與實驗用的探測器距離可以較近，其通量比太陽和大氣中微子高好幾個數(shù)量級，且背景干凈，所得數(shù)據(jù)唯一、確定。反應(yīng)堆中微子實驗還具有耗資較少、技術(shù)成熟、建設(shè)周期短的特點，它的實驗結(jié)果為長基線中微子振蕩實驗進一步實現(xiàn)對中微子的物質(zhì)效應(yīng)、CP破壞效應(yīng)、中微子質(zhì)量層次的測量有著重要的意義，而中微子CP破壞的測量與目前最有可能解釋宇宙中物質(zhì)—反物質(zhì)不對稱性的理論直接聯(lián)系。

自上世紀八十年代起，國際上的已完成和正在進行的反應(yīng)堆的中微子實驗，探測器與反應(yīng)堆的距離由二十多米發(fā)展至二百公里，探測器重量由幾十公斤發(fā)展至幾千噸。但由于精度的限制，只能測量較大的混合角θ₁₂和θ₂₃。在激烈的國際競爭中，實驗地點的選擇是體現(xiàn)這類實驗競爭力的關(guān)鍵。與國際上有關(guān)實驗裝置相比，我國大亞灣核電站所處優(yōu)越的環(huán)境，包括反應(yīng)堆的距離、功率、周圍的山勢，加上我們在探測器設(shè)計上的獨到之處，使我們有可能以最小的系統(tǒng)誤差，得到國際上領(lǐng)先的θ₁₃精確測量結(jié)果，這也是中國科學(xué)界對基礎(chǔ)科學(xué)研究作出巨大貢獻的難得機遇。

大亞灣核電站具有兩個得天獨厚的有利條件：

一是反應(yīng)堆功率高，因而中微子事例率高。到2010年嶺澳二期工程竣工之后，大亞灣反應(yīng)堆總熱功率將達到17.4GW，是僅次于日本Kashiwazaki的近距離反應(yīng)堆群。

二是反應(yīng)堆周圍有山，可以較容易地建立地下實驗室，探測器將有較厚的巖石覆蓋層以減小本底的影響。

大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗將在山腹內(nèi)建設(shè)三個實驗廳，分別設(shè)置近端和遠端實驗站（左圖）。兩個近點探測器分別對大亞灣和嶺澳的反應(yīng)堆進行測量，一個遠端探測器距反應(yīng)堆約2公里。實驗廳之間開挖隧道相連接。利用中微子近端和遠端距離的變化進行中微子振蕩的相對測量，抵消實驗的系統(tǒng)誤差，大大提高實驗的精度。探測器設(shè)計擬采用三層結(jié)構(gòu)、多模塊、二重反符合系統(tǒng)以降低本底及系統(tǒng)誤差。探測器將設(shè)計成可移動式的，能進一步減小探測器間的差別帶來的誤差，提高測量精度，預(yù)期對θ₁₃的測量的靈敏度可達到1%。

（高能所科研處制作 內(nèi)容摘自粒子天體物理研究中心提供的材料）