两座核电站之间，700多米深的花岗岩下，正发掘一个宏大的空洞，海涵一个12层楼高的水晶球。这个水晶球，将浸泡在一个灌有3万吨纯挚水的池里，被钢架栓牢。圆柱体的池塘，直径43.5米，深44米。水池上方是各种丈量设备。

中科院高能物理所供图

两座核电站之间，700多米深的花岗岩下，正发掘一个巨大的浮泛，包容一个12层楼高的“水晶球”。来自球中的一次次闪灼，将表露中微子的身世秘密。

位于广东的正在设立的江门中微子实验装置，是中国寥寥无几的最芜杂的高能物理执行摆设。与今朝最好的国际同类摆设相比，它的范围大20倍，精度提高近一倍。

世界最大的无机玻璃球

中微子被喻为鬼魂粒子，为侦测它，人类不得不大费周章。斯时，江门地下中微籽实验观察站（JUNO）被物理学家寄与厚望：粗略地测量中微子的一些根本特性。

宇宙里各处都是中微子。每秒钟就有3亿亿个来自太阳的中微子穿过每整体的身体。中微子很难跟其它物资反应，穿行宇宙如入无物之阵。今世的中微子实行都邑用巨量的靶物质作为骗局，行进捉拿中微子的几率。

JUNO的外围，是一个直径35.4米，厚12厘米的空心有机玻璃球。造这么大，是因为内里要灌上2万吨的液体（叫做液闪）作为靶精力。

这是人类造过的最大的无机玻璃球。中科院高能物理所所长王贻芳曾敷陈科技日报记者，目宿全国上用于粒子物理的无机玻璃球，比它小20倍；水族馆的有机玻璃水箱也比它小得多。

这个水晶球的意思，是用透亮的介质，分开里面的液闪与外观的水。中科院高能物理所钻研员曹俊说，这个有机玻璃球必需颇为透明，同时坚忍。

“12层高的空球，就像屋子异样笼统垮塌。另外质料造不出来，用无机玻璃也很难。因为有机玻璃很简单裂。”曹俊说，“不有造这种球的国家尺度。咱们自己建筑了一个力学履行室，自身做出一套标准。”

这个水晶球的预备工作已经伏贴。当履行大厅发掘竣事后，它将在现场搭建, 由于几十米的球无法通过地道。

最大的暗地野生洞窟

JUNO的小辈是大亚湾中微子实验摆设。它们都利用了核裂变反响囚系的海量中微子。不合的是，大亚湾侦测的是一个核电站的中微子；而JUNO则同时行使两个核电站，10个反应堆的中微子。

位于广东的阳江核电站将建6个反应堆，台山核电站将建4个反响堆。JUNO间隔两者但凡53千米。

曹俊陈述记者，如探测器到多个反馈堆的间隔不相称，中微子能谱上的小结构就会相互抵消（就像正弦信号的波峰波谷会对消）。遵循合计，应在间隔两个核电站均为53公里的一个宽200米长2公里的矩形地域设置装备摆设探测器。

53公里很远，从反应堆来的中微子流会变弱。所以，JUNO与大亚湾探测器相比，靶精力增重一千倍。JUNO的大玻璃球，将浸泡在一个灌有3万吨圣洁水的池里，被钢架栓牢（以克服3000吨的浮力）。圆柱体的池塘，直径43.5米，深44米。水池上方是种种丈量设备。

留情这一切需要一个直径50米、高70米的巨型大厅。JUNO被设计在700多米的花岗岩山体下，以屏障宇宙射线干扰。

为此，JUNO正在山里凿出海外最大的暗地洞穴。这也带来了良多穷苦，打隧道与开挖大厅，都碰上了涌水，这使土建项目呈现延期题目。项目组一边灌浆堵水，一边抽水。他们不敢全数堵住出水点，避免洞窟外围承压太大带来垮塌风险。

经心分派的液体

中微子是如许被侦测到的：一个中微子撞上了一个质子，就化为一其中子和一个正电子。正电子随即泯没放出一道光。中子则列入某个原子核，不拘泥的原子核火速分裂并放出γ光子。是以，一先一后两道光，等于中微子碰撞的迹象。

科学家制备液闪，要它具备三个实质：质子格外多（发现机遇让中微子撞）；额外无色（微光能射出去）；尽可能不带喷射性（抗御收回没用的信号）。

大亚湾执行中，中国科学家调配出了那时全国上最好的液闪。而在JUNO，他们改进了配方，液闪风致达到了新高。

这类液闪主体是烷基苯，加上一些不凡的配料。它比纯洁的拍浮池还要无色得多，灿烂穿过几十米，衰减不大。

曹俊说，为低落液体人造的喷射性杂质（比如气态的氩、氪、氡，或固态的铀），要通过三氧化二铝过滤、减压蒸馏、水萃取、蒸汽剥离一系列工序，相当于把几万吨的液体“洗一遍、蒸一遍”。

实际上，JUNO的无机玻璃球质料，以及别的各类器材的质料，也要经由处置惩罚以消除放射性。

看到微光

JUNO在测量中微子的同时，也会领受到大量的无用信号。池塘和水池顶部的一些探测器，便是用来顺便探测宇宙射线，以将相干信号扫除进来。

曹俊简介说， 2万吨液闪每天只能拿获到60个反馈堆中微子、4个大气中微子、1个地球中微子、以及90个太阳中微子。与之相比，固然山体遮挡让宇宙射线强度飞扬20万倍，宇宙射线烦扰旌旗灯号天天仍有10万次。

JUNO装了四万多只全国上最活络的眼睛——18000个20英寸的与26000个3英寸的光电倍增管。光电倍增管可以将强劲的光转化为电旌旗灯号。由于JUNO申请极高的能量区别率，畴昔的商业制作品达不到规范。为此海外几家企业和钻研所松散攻关，也曾研制出探测性能世界最高而且重价的出产品。

光电倍增管外形像大灯泡，内部是真空的，多年泡在池塘里是有风险的。科学家思忖到：假如某个“灯泡”裂一点缝，水刹那吸入真空，在空间中心反弹，会构成激波。这种波破不佳力极大，会引发连锁反馈，毁掉另外的光电倍增管。

为此，他们给光电倍增管特制了一种眷注罩，纵然受损，水也不会缓慢涌入造成激波。

“规划这些题目，恋爱物理的科学家大概感到不那末好玩，比较繁缛。但要做出比照需求的科学成绩，必须要禁受这些费事。”曹俊说。

在粒子物理规范模型中，中微子是没有风致的，而中微子振荡表达它具备质量，这是一个越过标准模子的实行现象（暗物资是另外一个标准模型无法解释的谜题）。所以中微子钻研是现有现实的一个突破口。

JUNO大概在2021年试运行。它将以相当高的确信度，回应至关需要的“中微子质量顺序”的标题，并切确测量多个中微子参数，为物理学大厦添上须要的一块砖。（高博）