南方都市報珠中江新聞部、珠三角智庫研究院今起推出《珠西風(fēng)物志》大型融媒體系列策劃,將聚焦大灣區(qū)時代下的珠西城市,重點(diǎn)關(guān)注中山和江門這兩座珠江西岸的重要城市,深挖文化價值。今日南都江門讀本聚焦正在建設(shè)中的江門中微子實(shí)驗(yàn)。
位于廣東省江門市開平市金雞鎮(zhèn)的江門中微子實(shí)驗(yàn),經(jīng)過6年時間的建設(shè),進(jìn)度如何?3月24日,中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、江門中微子實(shí)驗(yàn)當(dāng)值現(xiàn)場安裝負(fù)責(zé)人張家文在接受南都記者時表示,江門中微子實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵部件將于今年下半年開始安裝,預(yù)計2023年投入運(yùn)行。江門中微子實(shí)驗(yàn)有何神秘之處?南都記者跟隨工作人員深入地下700米,探秘正在建設(shè)中的江門中微子實(shí)驗(yàn)。
探訪
中微子被稱為宇宙“隱身人”,中微子研究代表著當(dāng)今最前沿的科學(xué)。據(jù)了解,隨著大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的退役,正在建設(shè)中的江門中微子實(shí)驗(yàn)將接棒我國的中微子研究,該項(xiàng)目由中國主導(dǎo)、全球17個國家和地區(qū)參與,可謂“超級實(shí)驗(yàn)”。其地下729米的實(shí)驗(yàn)水池,深約45米,直徑45米。
施工現(xiàn)場:
地下700米,暗處伸手不見五指
項(xiàng)目在一個偏僻的大山之中,前往項(xiàng)目的公路兩邊是村莊與樹林,人不多。外界進(jìn)出江門中微子實(shí)驗(yàn)700米深地下工程有兩條途徑,一條是斜井,長1266米,坡度42%;另一條是豎井,長度564米。
南都記者跟隨工作人員坐上斜井軌道纜車。伴隨著鐵軌的震動聲,纜車緩緩?fù)叵鹿こ恬側(cè)ァP本亩幢谏喜紳M水管和電纜,每隔數(shù)米會有照明燈,但只能照亮旁邊的洞壁,纜車剛得到少許光明就又被黑暗籠罩,伸手不見五指。
纜車大約行駛了20多分鐘,從地下傳來的巨大機(jī)械作業(yè)聲和水流聲漸漸蓋過軌道震動聲。記者來到700多米地下工程項(xiàng)目。
下車后,在支洞中穿行,地面并不平整,且布滿了水坑和碎石。在井底探照燈下,工人們蹲在水管上吃飯,還有些工人躺在機(jī)器上午休。
順著地下隧道,記者進(jìn)入一個平臺,眼前豁然開朗,工作人員說這是整個地下工程的核心——實(shí)驗(yàn)大廳。巨大的大廳拱頂跨度50米,巖壁上布滿開鑿的痕跡。離開平臺,從隧道盤繞到大廳底部,是一個43.5米×44米的大水池,一臺挖掘機(jī)正在作業(yè)。這里未來將放置一個巨大的球形探測器,用來探測神秘的幽靈粒子。
施工工人:
能參與建設(shè)感到驕傲和自豪
南都記者跟隨工作人員沿著隧洞一路下行,向?qū)嶒?yàn)水池底部進(jìn)發(fā)。隧道高約4-5米,寬有6-7米,路面宛如石子路,路面和巖壁有地下水滲出、流淌,這些水被引導(dǎo)到一處凹地,再利用水泵,以接力的方式,抽往洞外。這里已經(jīng)是深入地下六七百米的巖層,可以想見當(dāng)初開鑿之不易。大約500米的路程,我們徒步行走20分鐘后,終于抵達(dá)實(shí)驗(yàn)水池底部。大約七八個工人正在休息,他們忙碌了一個上午,剛吃完午餐。
一名坐在石塊上的工人楊延國告訴南都記者,他今年44歲,來自遼寧丹東,在這里工作近三年,目前負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)水池澆灌混凝土的工作。楊延國說,工人們每天的工作時間是上午6時30分開工,中午在工地吃飯,休息一個半小時后再繼續(xù)工作到下午6時。目前,實(shí)驗(yàn)水池地基澆灌混凝土工作正在進(jìn)行,根據(jù)要求,實(shí)驗(yàn)水池中央地基有75厘米,四周地基175厘米。“能參與這個科研大項(xiàng)目的建設(shè),我覺得很驕傲,很自豪!”楊延國師傅說,來到工地后,對江門中微子實(shí)驗(yàn)有了一些了解后,他和很多工友都感到由衷的高興。
焦點(diǎn)
江門中微子實(shí)驗(yàn)選址有何講究?實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x是什么?帶著這些公眾感興趣的問題。南都記者采訪了中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、江門中微子實(shí)驗(yàn)當(dāng)值現(xiàn)場安裝負(fù)責(zé)人張家文。
●實(shí)驗(yàn)主要研究啥?
中微子的質(zhì)量順序,是國際中微子研究的核心問題。江門中微子實(shí)驗(yàn)將測量中微子質(zhì)量順序,精確測量中微子混合參數(shù),同時也將研究大氣中微子、太陽中微子、超新星中微子、地球中微子等,具有豐富的物理目標(biāo)。
●實(shí)驗(yàn)有什么作用?
據(jù)張家文介紹,中微子科學(xué)是一門新興學(xué)科,最近二三十年才慢慢開始研究。“大家對中微子這個東西它的性質(zhì)各方面還不了解,所以現(xiàn)在我們的目的就是想把中微子的性質(zhì)研究透了,你說這個東西將來有啥用?真不知道。因?yàn)楹芏嗫茖W(xué)的東西都是研究的時候不知道,研究透了你才知道它的用處。”
●為何建在地底下?
據(jù)張家文介紹,在我們?nèi)粘I畹沫h(huán)境中,實(shí)際存在大量的宇宙射線和來自巖石、空氣、灰塵的天然放射性。如果不加任何屏蔽,它們在探測器中產(chǎn)生的信號將比稀有的中微子信號多上億倍。因此,中微子探測器需要一個極其干凈的環(huán)境:需要放在很深的地下,用巖石來阻擋宇宙射線;需要泡在水池中,用水來阻擋來自巖石、空氣、灰塵的天然放射性。
●工程進(jìn)展到哪了?
據(jù)張家文介紹,江門中微子實(shí)驗(yàn)于2013年立項(xiàng),2015年基建開始動工,由于地下水太多,最高的時候每小時500多立方米的水往外抽,導(dǎo)致工期延后。目前實(shí)驗(yàn)水池在澆筑水泥;探測器研制基本都研制完,現(xiàn)在就等著完工,安裝設(shè)備已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)在進(jìn)場,關(guān)鍵部件將于今年下半年開始安裝,預(yù)計2023年投入運(yùn)行。
●為何選址打石山?
江門中微子實(shí)驗(yàn)的大氣中微子、太陽中微子、超新星中微子、地球中微子等研究對具體實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)沒有要求,但最重要的科學(xué)目標(biāo)——測量中微子質(zhì)量順序,要求位于距反應(yīng)堆約60公里,來自反應(yīng)堆的中微子在此處振蕩效應(yīng)最明顯。打石山正好位于距陽江和臺山反應(yīng)堆等距的53公里處。同時,山體也能屏蔽宇宙射線。