大亚湾中微子实验室

深圳市区以东约50公里的实验室

大亚湾中微子实验室位于深圳市区以东约50公里的大亚湾核电站群附近的山洞内，地理位置优越，紧邻世界上最大的核反应堆群之一的大亚湾核电站与岭澳核电站。

实验室简介

2012年3月宣布发现新的中微子振荡模式，在精确测量θ13值方面取得国际领先。这是中国诞生的一项重大物理成果，被称为中微子物理的一个里程碑。

大亚湾中微子实验室位于深圳市区以东约50公里的大亚湾核电站群附近的山洞内，地理位置优越，紧邻世界上最大的核反应堆群之一的大亚湾核电站与岭澳核电站。大亚湾实验室共有3个实验大厅，分别为大亚湾近点、岭澳近点与远点大厅。实验厅位于山腹内，由水平隧道相连，每个实验厅内各有一套宇宙线探测系统。

大亚湾反应堆中微子实验站项目2006年获准立项。2012年3月宣布发现新的中微子振荡模式，精确测量到中微子混合角13。这是中国诞生的一项重大物理成果，被称为中微子物理的一个里程碑。2012年底，大亚湾中微子实验成果入选美国《科学》杂志2012年度十大科学突破。2013年1月19日，该项科技成果被选为2012年中国十大科技进展。

建造背景

2003年，中国科学院高能物理研究所的科研人员2003年提出设想，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，来寻找中微子的这第三种振荡，其振荡几率用sin22θ13表示。大亚湾中微子实验项目中国内地总投资1.6亿元人民币，得到科技部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、广东省、深圳市和中国广东核电集团的共同支持，是我国基础科学领域最大的国际合作项目。此外，继发现新的中微子振荡模式之后，探究中微子质量顺序便成为合作组新的主攻方向。

谈及为什么选在大亚湾做实验，中国科学院院士、大亚湾中微子实验项目负责人王贻芳说：“关键在实验的精度。实验环境要求更深、更暗、更干净，数据分析则要争分夺秒。”

从大亚湾核电站的山底一路向下，穿过3000米的隧道，位于实验厅里的中微子探测器正静静“坐”在深蓝色的超纯水中，睁大“眼睛”紧紧盯着来自核反应堆的中微子。

2012年3月8日，大亚湾实验室拔得头筹：发现了第三种中微子振荡模式，并精确测量到其振荡概率，韩国科学家的结果比我们晚了25天。

中广核研究院副总经理孙吉良说，大亚湾实验室厂址地理条件得天独厚，经国内外专家反复比较论证，这是世界上进行这一测量的最佳地点，预期可以达到0.01的测量精度，取得重要的原始创新成果。大亚湾中微子实验位于大亚湾核电基地的山洞内。中微子在自然界极难捕捉到，而大亚湾核电基地有6台百万千瓦的核电机组，是世界上最大的核反应堆群之一，为实验提供了较为丰富的中微子源；此外，大亚湾核电基地紧邻高山，在山体下建实验室，可利用其岩石覆盖有效屏蔽宇宙线本底对实验结果的干扰。

中微子实验下一步目标，则直指江门，正在我国广东省江门市建造的江门（JUNO）实验将利用两万吨的液闪探测器在距核反应堆53千米处精确测量反应堆中微子的能谱，从而推断出中微子的质量顺序。

项目进展

大亚湾反应堆中微子实验站项目2006年获准立项；2007年10月动工建设；2010年12月完成核电站附近全部约3000次爆破，建成全长3000米的地下隧道和5个地下实验厅；2011年年中逐步完成探测器的建造与安装，当年12月远、近点探测器同时投入运行；2012年3月宣布发现新的中微子振荡模式，精确测量到中微子混合角13。这是中国诞生的一项重大物理成果，被称为中微子物理的一个里程碑。

在大亚湾中微子实验室一期全力展开科学探索之时，二期项目也已展开。中微子实验二期选址仍定在广东，目前项目正在立项中，计划在2014年前开始动工，用6年时间建成。中微子实验二期工程建成后，将可期待在测量三种中微子的质量顺序上有一个重大突破。据介绍，在中微子实验二期中，中微子探测器将更大。二期实验将使用新的中微子探测器，探测重量将为一期探测器的2000倍。

发展规划

大亚湾实验项目三号实验大厅，于2011年12月24日开始运行。

计划中的我国中微子研究发展分三步走。

第一步目标已经在大亚湾反应堆中微子实验站实现，在精确测量θ13值方面取得国际领先；

第二步，中微子实验二期瞄准多个科学目标，将在很多方面开展中微子研究，取得突破后，我国便真正达到在国际中微子物理科学研究中的领先水平。

第三步远期目标，将利用加速器产生的中微子更精确测量中微子物理参数。届时，我国对于中微子的研究将达到真正的国际领先。

中微子实验

2012年3月8日，大亚湾中微子实验首次发现了一种新的中微子振荡，其振荡几率为9.2%，误差为1.7%，此测量结果的置信度为5.2西格玛。此次大亚湾中微子实验，以超过5倍的标准偏差确立了中微子的第三种振荡模式，更精确地测定了中微子相互振荡的3个混合角中的最后一个角θ13。这一重要成果是对物质世界基本规律的一个新的认识，对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用，并将有助于破解宇宙中的“反物质消失之谜”。[1] 《科学》指出，中微子实验国际合作组发现了中微子的“第三种振荡”，并测量到了它的振荡几率，这是全世界高能物理学家十几年来做梦都想精确测量的值。

2012年10月，大亚湾反应堆中微子实验站的全部8个中微子探测器正式运行取数。实验站将持续运行3-5年，可把中微子混合角θ13的测量精度提高到4%左右。在未来至少二三十年内，都很难再有实验超过大亚湾的测量精度。

2012年底，大亚湾中微子实验成果入选美国《科学》杂志2012年度十大科学突破。

2013年1月19日，该项科技成果被选为2012年中国十大科技进展。

中微子是一种极难被探测到的基本粒子，共有3种类型。它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型，称为中微子振荡。中微子的前两种振荡模式即“太阳中微子”。中微子的前两种振荡模式即“太阳中微子之谜”和“大气中微子之谜”已被实验证实，其发现者凭此获得了2002年诺贝尔奖。第三种振荡一直未被发现，甚至有理论预言其根本不存在。

获得奖项

2016年度国家自然科学奖一等奖得主揭晓，“大亚湾反应堆中微子实验发现的中微子振荡新模式”9日获得殊荣。

这个自然科学领域最受瞩目的奖17年来曾9度空缺，可谓“慎之又慎，宁缺毋滥”。简单来说，获得项目必须是重大科学发现，得到同行认可。

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