新快报讯 近日，第115期珠江科学大讲堂在广东科学中心岭南厅举办。讲座由广州市科技局主办，广东科学中心与羊城晚报社联合承办。中国科学院高能物理研究所研究员何苗带来了一场名为《地下700米捕捉幽灵粒子》的科普讲座，详细讲述了中微子的发现历程，科研人员捕捉这“幽灵粒子”的设备条件以及目前取得的进展。

β衰变的能谱之谜

“我们可能或多或少都听说过在广东省江门市地下700米正在建设一个大型的实验装置，目的就是为了研究中微子。”何苗说，中微子是什么时候开始出现在科学家的视野里呢？100多年以前，科学家研究β衰变的时候发现了一个有趣的现象。某些元素会自发地放出一个电子（这个电子被称为β粒子），科学家在观测时发现这个电子的能量总是消失了一部分，这个就是β衰变的能谱之谜。

物理规律告诉我们能量是守恒的，不会凭空产生和消失的，这部分丢失的能量到底跑到什么地方去了呢？著名的物理学家，诺贝尔奖获得者沃尔夫冈·泡利先生，在1930年提出了一个假定，他认为在β衰变的过程中除了放出一个电子之外，同时还放出了另外一种粒子，这种粒子是不带电的，没有质量或者说质量极小，相互作用非常弱，所以我们看不见这种粒子。直到1933年另外一位著名的物理学家，诺贝尔奖得主恩利克·费米先生提出了著名的弱相互作用理论，以更好地描述β衰变这种现象，他认为在这个衰变里面释放出了一种看不见的粒子，就把这种粒子起名叫中微子。

第一次看到了中微子

何苗说，人类的活动也可以产生大量中微子，最典型的两个例子：一个是在核电站里的核反应堆，另外一个是在粒子加速器，它们都是一个功率很强并且人工可控的中微子源，离我们很近，所以很多中微子实验研究都会放在反应堆旁边或者利用加速器来探测研究中微子。其实我们人体也是中微子源，人体每天大约能产生3亿个中微子，因为人体有大量的钾40和碳14元素，它们在衰变的时候就可以产生中微子，并可以穿透人体，这是我们感觉不到的。

人类历史上第一次看到中微子是在1956年，美国的两位科学家克莱德·考恩和弗雷德里克·莱因斯为了看到中微子，首先找到很强的中微子源，这个中微子源是一个核反应堆，在核反应堆不远的地方找到中微子的探测器，这个探测器像一个三明治结构，探测器主要的核心物质是4吨重的液体闪烁体。中微子穿过这个物质就会发光，而且反应堆中微子穿过去会产生快慢两个信号，捕捉这两个信号就可以把中微子的信号和环境中其他的假信号区分开来，他们用这种方法第一次看到了中微子。

为什么选址江门？

江门中微子的实验是中科院的战略先导专项。项目在2013年立项，2015年开始建设，它跟大亚湾实验同样是一个国际合作实验，总共有18个国家和地区参加，国外主要是来自欧洲的国家，现在已经有700多名合作者。这个实验在江门市某个地方地下700米建造一个直径40米，13层楼高的探测器。

为什么这个实验要放在江门市？何苗说，这个问题由物理来决定，首先这个实验要探测反应堆中微子。在广东省有很多核电站、很多核反应堆，所以首先去广东寻找地址。这个实验为了测量质量顺序必须距离反应堆50-60公里，不能近不能远，如果有多个反应堆，那么到不同反应堆的距离要相等，这个距离差不能大于200、300米，所以这个地方不好找，最终找到了江门市这边，因为这边有阳江和台山两座核电站，以两座核电站为中心画两个对应50-60公里的圈，这两个圈有两个交点，由于一个是在海上或者说靠近一个岛上面，并不太适合做实验，只能选在这个交点附近，在这个圈里面同时要在这两个核电站连线的垂直平分线上面，所以科研人员圈了一个很小的范围去找，刚好这个地方有一座山，最后选址江门开平，在一座山里建了实验室。

20000吨有机的液体闪烁体

人们用什么东西来捕捉中微子？何苗说，用20000吨的有机的液体闪烁体，这个闪烁体的成分很简单叫作线性烷基苯，是一种化工原料，从石油里面提取出来的，常用于生产洗涤剂，所以生活中洗衣服里面都有这种线性烷基苯，我们在里面添加了发光的物质，当中微子打进去的时候它会发生反β衰变一种反应，产生可见光，这个可见光主要在蓝光这个波段，人眼是可以感知的。

中微子有没有实际应用呢？何苗提到，原理上说可能也是有的，比如中微子穿透性特别强，在宇宙中都可以穿，所以它的超长距离的通信是完全可以做到不受干扰的。还有中微子探测器能够探测核反应产生的中微子，原则上拎一个小型的探测器到处跑，就可以看见世界上有什么地方在做地下的核反应试验。

采写：新快报记者陈慕媛