本文转自：科学网
作者：倪思洁
广东江门 ， 打石山地下700米的深处 ， 一个巨大的球型中微子探测器正在慢慢成形 。日前 ， 采访人员从中科院高能物理研究所获悉 ， 1月21日 ， 江门中微子实验中心探测器的不锈钢网壳主结构第一榀支撑柱成功吊装落位 ， 标志着江门中微子实验探测器现场安装工作全面展开 。
江门中微子实验的现场安装将怎样完成？什么时候能完全建成？对于这些问题 ， 《中国科学报》专访了江门中微子实验副发言人、中国科学院高能物理研究所研究员曹俊 。

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江门中微子实验中心探测器的不锈钢网壳主结构第一榀支撑柱吊装现场（中科院高能物理所供图）
捕捉“幽灵粒子”
中微子是基本粒子世界中的“隐士” ， 号称“幽灵粒子” ， 质量小 ， 不带电 ， 它们从人体穿过 ， 从地球穿过 ， 几乎不与任何物质发生相互作用 。中微子的质量顺序 ， 是研究中微子质量及宇宙演化的基础 ， 也是国际中微子研究的核心问题 。
江门中微子实验 ， 就是用来捕捉中微子并测量中微子质量顺序的大科学工程 。作为已经退役的大亚湾中微子实验站的后继者 ， 江门中微子实验更加灵敏 ， 规模也更大 。
曹俊表示 ， 2013年 ， 江门中微子实验项目正式立项 ， 科研人员随后开始对实验进行概念设计 。
按照设计 ， 江门中微子实验是位于地下700米 ， 近12层楼高的地下洞室里 ， 有一个大型的水池 ， 一个中微子探测器 ， 以及少量配套的设施 。
中微子探测器是江门中微子实验的“心脏” ， 将装满2万吨液体闪烁体和数万只光电倍增管 。液体闪烁体是探测中微子的介质 ， 当大量中微子穿过探测器时 ， 偶尔会在探测器内发生反应 ， 发出极其微弱的闪烁光 。液体闪烁体99.7%的成份是日用洗涤剂的一种原材料——烷基苯 。液体闪烁体会被密封在钢和有机玻璃制作的容器中 ， 然后被浸泡在一个巨大的水池中 。水池中将安装可以将光信号转变成电信号的光电倍增管 ， 中微子在液体闪烁体中发生反应后发出的闪烁光可以被光电倍增管捕捉到 。
曹俊介绍 ， 之所以这样设计 ， 是为了给探测器一个“干净的环境” ， “把探测器放在很深的地下 ， 就可以用岩石来阻挡宇宙射线；把探测器泡在水池中 ， 就可以用水来阻挡来自岩石、空气、灰尘的天然放射性” 。

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中微子探测器示意图（中科院高能物理所供图）
三步建成巨型“水球”
“江门中微子实验的建设全流程大致分为三步 。”曹俊说 。
第一步是土建 。2015年 ， 江门中微子实验破土动工 ， 开始地下实验室的土建工作 ， “这是国内跨度最大的地下洞室 ， 由于地下水超出了研究人员的预期 ， 土建过程中 ， 我们面临了巨大困难 ， 土建延期三年 ， 直到2021年底才基本完成 。”曹俊说 。
土建完成后 ， “第二步是探测器安装 ， 将持续约1年半 。安装完后是第三步——液体闪烁体的生产与灌装 ， 大约需要半年时间 。”曹俊说 。
1月21日 ， 江门中微子实验中心探测器的不锈钢网壳主结构第一榀支撑柱成功吊装落位 ， 标志着江门中微子实验正式迈出了第二步 。“探测器现场安装是江门中微子实验建设攻关的关键阶段 。”曹俊说 。
他介绍 ， 江门中微子实验中心探测器中的不锈钢网壳是国内最大的单体不锈钢主结构之一 ， 直径41米 ， 将承载35.4米直径的有机玻璃球、20000吨液体闪烁体、20000只20英寸光电倍增管、25000只3英寸光电倍增管 ， 以及前端电子学、电缆、防磁线圈、隔光板等诸多关键部件 。