北京時(shí)間2012年3月8日14時(shí)，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組發(fā)言人王貽芳在北京宣布，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種新的中微子振蕩,并測(cè)量到其振蕩幾率。介紹該結(jié)果的論文已于3月7日送交美國(guó)物理評(píng)論快報(bào)（Physical Review Letters）發(fā)表，其預(yù)印本也已在網(wǎng)上發(fā)表。3月8日16時(shí)，王貽芳在中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所做學(xué)術(shù)報(bào)告，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直播，向全世界的粒子物理學(xué)家報(bào)告他們的結(jié)果。
中微子是一種不帶電，質(zhì)量極其微小的基本粒子，共有三種類型，即電子中微子、μ中微子和τ中微子，在目前已知的構(gòu)成物質(zhì)世界的12種基本粒子中，占了四分之一，在微觀的粒子物理和宏觀的宇宙起源及演化中同時(shí)扮演著極為重要的角色。中微子有一個(gè)特殊的性質(zhì)，即它可以在飛行中從一種類型轉(zhuǎn)變成另一種類型，通常稱為中微子振蕩。原則上三種中微子之間相互振蕩，兩兩組合，應(yīng)該有三種模式。其中兩種模式自60年代起即有跡象，當(dāng)時(shí)稱作“太陽(yáng)中微子之謎”和“大氣中微子之謎”。1998年日本的超級(jí)神岡實(shí)驗(yàn)正式發(fā)現(xiàn)大氣中微子振蕩，隨后太陽(yáng)中微子振蕩也被多個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。第三種振蕩則一直未被發(fā)現(xiàn)，甚至有理論預(yù)言其根本不存在（即其振蕩幾率為零）。
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所的科研人員2003年提出設(shè)想，利用我國(guó)大亞灣核反應(yīng)堆群產(chǎn)生的大量中微子，來(lái)尋找中微子的這第三種振蕩，其振蕩幾率用sin22θ13表示。中國(guó)高能物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)趙光達(dá)院士表示，“θ13不僅是物理學(xué)中的一個(gè)基本參數(shù)，其數(shù)值的大小也對(duì)未來(lái)中微子物理的發(fā)展方向起著決定性的作用。如果它足夠大，我們就能進(jìn)行下一代實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量中微子振蕩中的宇稱和電荷對(duì)稱性(CP)破壞，以理解宇宙中物質(zhì)-反物質(zhì)不對(duì)稱現(xiàn)象，即宇宙中‘反物質(zhì)消失之謎’。否則我們就不知道如何進(jìn)行下一代實(shí)驗(yàn)”。
大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)位于深圳市區(qū)以東約50公里的大亞灣核電站群附近的山洞內(nèi)，地理位置優(yōu)越，緊鄰世界上最大的核反應(yīng)堆群之一的大亞灣核電站與嶺澳核電站，并且緊鄰高山，有天然的宇宙線屏蔽。高能所的科研人員于2003年提出了實(shí)驗(yàn)和探測(cè)器設(shè)計(jì)的總體方案，2006年獲得批準(zhǔn)立項(xiàng)，2007年10月破土動(dòng)工。整個(gè)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃建設(shè)總長(zhǎng)3公里的隧道和3個(gè)地下實(shí)驗(yàn)大廳，其中兩個(gè)近廳各放置兩個(gè)中微子探測(cè)器，遠(yuǎn)廳放置4個(gè)探測(cè)器，共8個(gè)全同的中微子探測(cè)器。每個(gè)探測(cè)器5米高，5米直徑，重110噸，均置于10米深的水池中。中國(guó)科學(xué)院數(shù)理學(xué)部主任、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任沈文慶院士表示，“大亞灣實(shí)驗(yàn)采用了一系列創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)思想，其設(shè)計(jì)指標(biāo)和精度國(guó)際最高，設(shè)計(jì)方案和研制工藝先進(jìn)，在探測(cè)器模塊化、可移動(dòng)、采用反射板、摻釓液體閃爍體等多項(xiàng)設(shè)計(jì)與技術(shù)方面具有獨(dú)創(chuàng)性，達(dá)到和超過(guò)了世界先進(jìn)水平”。
用反應(yīng)堆中微子測(cè)量θ13科學(xué)意義重大，國(guó)際上在2003年左右先后有7個(gè)國(guó)家提出了8個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，最終進(jìn)入建設(shè)階段的共有3個(gè)，包括中國(guó)的大亞灣實(shí)驗(yàn)，法國(guó)的Double Chooz實(shí)驗(yàn)和韓國(guó)的RENO實(shí)驗(yàn)。在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，大亞灣實(shí)驗(yàn)采取了多種措施，克服了重重困難，終于在2010年12月完成核電站附近的全部爆破任務(wù)，2011年中逐步完成了探測(cè)器的建造與安裝，2011年8月開始近點(diǎn)取數(shù)，12月24日開始遠(yuǎn)近點(diǎn)同時(shí)運(yùn)行。
為搶在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之前獲得物理結(jié)果，科研人員將實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段，這次報(bào)告的結(jié)果就來(lái)自第一階段的數(shù)據(jù)，自2011年12月24日起至2012年2月17日結(jié)束，只用了6個(gè)中微子探測(cè)器，其中2個(gè)在大亞灣近廳，1個(gè)在嶺澳近廳，3個(gè)在遠(yuǎn)廳。經(jīng)過(guò)大家夜以繼日的努力，完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取、質(zhì)量檢查、刻度、修正和數(shù)據(jù)分析。結(jié)果表明，sin22θ13為9.2%，誤差為1.7%，以超過(guò)5倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定sin22θ13不為零，首次發(fā)現(xiàn)了這種新的中微子振蕩模式。中國(guó)物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)詹文龍?jiān)菏吭u(píng)價(jià)說(shuō)，“大亞灣實(shí)驗(yàn)的結(jié)果具有極為重要的科學(xué)意義。它不僅使我們更深入了解了中微子的基本特性，也使我們知道未來(lái)的中微子物理發(fā)展有一個(gè)光明的前景：我們可以較為容易地建造下一代中微子實(shí)驗(yàn)來(lái)尋找中微子振蕩中的CP破壞，并搞清楚不同種類的中微子的質(zhì)量順序。大亞灣中微子項(xiàng)目是以我為主的國(guó)際合作，也是美國(guó)能源部基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)ν馔顿Y第二大的國(guó)際合作（第一是與CERN的合作），希望大亞灣項(xiàng)目能進(jìn)一步發(fā)展，成為下一代我國(guó)大型國(guó)際科學(xué)研究裝置的候選項(xiàng)目之一”。
（實(shí)驗(yàn)表明，sin22θ13為9.2%，誤差為1.7%，以超過(guò)5倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定sin22θ13不為零，首次發(fā)現(xiàn)了這種新的中微子振蕩模式。）
大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目得到了科技部、中國(guó)科學(xué)院、自然科學(xué)基金委和廣東省、深圳市和中國(guó)廣東核電集團(tuán)的共同支持，同時(shí)也得到了美國(guó)能源部及其它境外機(jī)構(gòu)的支持，是我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域最大的國(guó)際合作項(xiàng)目。現(xiàn)任中科院院長(zhǎng)的白春禮曾在2007年的開工儀式上指出，“大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)于加強(qiáng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國(guó)際合作、提高我國(guó)在該領(lǐng)域的原始性創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義”，并親自與美國(guó)能源部和國(guó)內(nèi)相關(guān)部門、地方等協(xié)調(diào)，推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè),開創(chuàng)了國(guó)際、國(guó)家、地方政府及企業(yè)共同支持基礎(chǔ)研究的先例，成為協(xié)同創(chuàng)新的典范。目前，共有100多位來(lái)自中科院高能所、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、山東大學(xué)、中國(guó)原子能研究院等中國(guó)大陸的科研單位的學(xué)者和100多位來(lái)自美國(guó)、俄羅斯、捷克及中國(guó)香港、臺(tái)灣地區(qū)的科學(xué)家參加。
大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組成員單位
中國(guó)：北京師范大學(xué)、成都理工大學(xué)、中國(guó)廣東核電集團(tuán)、中國(guó)原子能研究院、香港中文大學(xué)、東莞理工學(xué)院、香港大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所、南開大學(xué)、華北電力大學(xué)、臺(tái)灣交通大學(xué)、南京大學(xué)、臺(tái)灣大學(xué)、臺(tái)灣聯(lián)合大學(xué)、山東大學(xué)、上海交通大學(xué)、深圳大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中山大學(xué)
美國(guó)：布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、加州理工學(xué)院、伊利諾理工學(xué)院、愛(ài)荷華州立大學(xué)、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、普林斯頓大學(xué)、倫斯勒理工學(xué)院、錫耶納學(xué)院、辛辛那提大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、加州大學(xué)洛杉磯分校、休斯頓大學(xué)、伊利諾大學(xué)香檳分校、弗吉尼亞理工大學(xué)、威斯康辛大學(xué)、威廉與瑪麗學(xué)院
俄羅斯：聯(lián)合核子研究所、庫(kù)爾恰托夫研究所
捷克：查理斯大學(xué)
新聞發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
王貽芳介紹大亞灣實(shí)驗(yàn)物理成果
專題：大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式
新聞發(fā)布會(huì)報(bào)告：大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電子反中微子消失——一種新的中微子振蕩
學(xué)術(shù)報(bào)告：Observation of Electron Anti-neutrino Disappearance at Daya Bay
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