北京時間2012年3月8日14時，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)國際合作組發(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日送交美國物理評論快報（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，王貽芳在中國科學(xué)院高能物理研究所做學(xué)術(shù)報告，并通過網(wǎng)絡(luò)直播，向全世界的粒子物理學(xué)家報告他們的結(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扮演著極為重要的角色。中微子有一個特殊的性質(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)時稱作“太陽中微子之謎”和“大氣中微子之謎”。1998年日本的超級神岡實(shí)驗(yàn)正式發(fā)現(xiàn)大氣中微子振蕩，隨后太陽中微子振蕩也被多個實(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，利用我國大亞灣核反應(yīng)堆群產(chǎn)生的大量中微子，來尋找中微子的這第三種振蕩，其振蕩幾率用sin22θ13表示。中國高能物理學(xué)會理事長趙光達(dá)院士表示，“θ13不僅是物理學(xué)中的一個基本參數(shù)，其數(shù)值的大小也對未來中微子物理的發(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)來測量中微子振蕩中的宇稱和電荷對稱性(CP)破壞，以理解宇宙中物質(zhì)-反物質(zhì)不對稱現(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月破土動工。整個實(shí)驗(yàn)計(jì)劃建設(shè)總長3公里的隧道和3個地下實(shí)驗(yàn)大廳，其中兩個近廳各放置兩個中微子探測器，遠(yuǎn)廳放置4個探測器，共8個全同的中微子探測器。每個探測器5米高，5米直徑，重110噸，均置于10米深的水池中。中國科學(xué)院數(shù)理學(xué)部主任、國家自然科學(xué)基金委員會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)和精度國際最高，設(shè)計(jì)方案和研制工藝先進(jìn)，在探測器模塊化、可移動、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)到和超過了世界先進(jìn)水平”。
用反應(yīng)堆中微子測量θ13科學(xué)意義重大，國際上在2003年左右先后有7個國家提出了8個實(shí)驗(yàn)方案，最終進(jìn)入建設(shè)階段的共有3個，包括中國的大亞灣實(shí)驗(yàn)，法國的Double Chooz實(shí)驗(yàn)和韓國的RENO實(shí)驗(yàn)。在激烈的國際競爭中，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)同時運(yùn)行。
為搶在競爭對手之前獲得物理結(jié)果，科研人員將實(shí)驗(yàn)分為兩個階段，這次報告的結(jié)果就來自第一階段的數(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個中微子探測器，其中2個在大亞灣近廳，1個在嶺澳近廳，3個在遠(yuǎn)廳。經(jīng)過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。中國物理學(xué)會理事長、中國科學(xué)院副院長詹文龍?jiān)菏吭u價說，“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，也使我們知道未來的中微子物理發(fā)展有一個光明的前景：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)目是以我為主的國際合作，也是美國能源部基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)ν馔顿Y第二大的國際合作（第一是與CERN的合作），希望大亞灣項(xiàng)目能進(jìn)一步發(fā)展，成為下一代我國大型國際科學(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、中國科學(xué)院、自然科學(xué)基金委和廣東省、深圳市和中國廣東核電集團(tuán)的共同支持，同時也得到了美國能源部及其它境外機(jī)構(gòu)的支持，是我國基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域最大的國際合作項(xiàng)目?，F(xiàn)任中科院院長的白春禮曾在2007年的開工儀式上指出，“大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對于加強(qiáng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國際合作、提高我國在該領(lǐng)域的原始性創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義”，并親自與美國能源部和國內(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)了國際、國家、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)、中國原子能研究院等中國大陸的科研單位的學(xué)者和100多位來自美國、俄羅斯、捷克及中國香港、臺灣地區(qū)的科學(xué)家參加。
大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)國際合作組成員單位
中國：北京師范大學(xué)、成都理工大學(xué)、中國廣東核電集團(tuán)、中國原子能研究院、香港中文大學(xué)、東莞理工學(xué)院、香港大學(xué)、中國科學(xué)院高能物理研究所、南開大學(xué)、華北電力大學(xué)、臺灣交通大學(xué)、南京大學(xué)、臺灣大學(xué)、臺灣聯(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)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中山大學(xué)
美國：布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室、加州理工學(xué)院、伊利諾理工學(xué)院、愛荷華州立大學(xué)、勞倫斯伯克利國家實(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、庫爾恰托夫研究所
捷克：查理斯大學(xué)
新聞發(fā)布會現(xiàn)場
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)布會報告：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)報告：Observation of Electron Anti-neutrino Disappearance at Daya Bay
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