2012年3月8日，中科院高能物理研究所的報告大廳里，所長王貽芳宣布：中微子的第三種振蕩模式被發(fā)現(xiàn)了！大廳里掌聲雷動；1小時內(nèi)，賀電與歡呼聲從世界各地飛來。大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的成功，被稱為新中國成立以來最重大的實(shí)驗(yàn)物理成就。

贏下這次強(qiáng)手如林的沖刺賽，中國科學(xué)家們不禁感慨十年來的酸甜苦辣。

上天眷顧有準(zhǔn)備的人

2003年秋天，深圳東邊40公里，來自北京的幾位物理學(xué)家登上了海邊的排牙山。

山上樹木蔥蘢，也遮不住嶙嶙的花崗巖。近在咫尺，是大亞灣核電站灰色水泥外殼的4座反應(yīng)堆。

物理學(xué)家難抑興奮：核電站旁邊有這樣一座小山，難道是上天眷顧中國高能物理學(xué)界——核電站放出海量的中微子，可供測量；幾百米厚的山體隔絕宇宙射線的干擾。

21世紀(jì)初，中微子成為高能物理學(xué)的寵兒。難以測量的它，寄托了解決宇宙基礎(chǔ)謎題的希望。隨著國際上看好中微子研究前景，俄、法、美、日、韓等國相繼提出8個測量“中微子第三種振蕩”方案。

此時，中科院高能所的王貽芳、曹俊拿出自己的人才基金，加上高能所特批的100萬元，開始中微子實(shí)驗(yàn)的選址勘測。2003年，他們聽說深圳大亞灣核電站邊有座小山，立刻來勘查。

登上排牙山之前，他們的腦子里已有了主意：不造大探測器（當(dāng)時認(rèn)為只有體積大才能提高精度），而是做成幾個小的、模塊化的探測器。這樣便于實(shí)驗(yàn)中探測器的遠(yuǎn)近點(diǎn)交換，而且運(yùn)進(jìn)去不需要太大的隧道，便于施工。

事實(shí)證明，大亞灣設(shè)施雖然完工晚于競爭對手，但由于探測器體積小，洞外安裝完畢，運(yùn)進(jìn)去稍加調(diào)試就能工作。而且多模塊探測大大降低了實(shí)驗(yàn)誤差。

無私合作成就大科學(xué)工程

在科學(xué)家的論證和聯(lián)絡(luò)下，最終科技部、中科院、國家自然科學(xué)基金委、廣東省、深圳市和中國廣東核電集團(tuán)共同出資1.57億元，加上美國能源部出資3400萬美元，大亞灣實(shí)驗(yàn)成為當(dāng)時中國基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域最大的項(xiàng)目。

中科院高能所在深圳無土地、無法人資格，不能向市政府申請開工。協(xié)調(diào)決定，以中廣核集團(tuán)的名義申請建設(shè)，深圳政府予以支持。

科學(xué)家備受感動：中微子實(shí)驗(yàn)不會為深圳市和中廣核集團(tuán)帶來利潤，只帶來無限多的麻煩。而中廣核集團(tuán)慷慨出資3500萬元。“大亞灣實(shí)驗(yàn)開創(chuàng)了國家、地方政府、企業(yè)及國際合作共同支持基礎(chǔ)研究的先例。”中科院高能所原所長陳和生院士說。

“為了核電站的安全生產(chǎn)，我們必須要讓爆破量達(dá)到最小。”工程項(xiàng)目經(jīng)理車紅星說，最小的一次爆破僅使用了200克炸藥。

“為了執(zhí)行核安全標(biāo)準(zhǔn)，我們的隧道建設(shè)延長了約2年。”大亞灣實(shí)驗(yàn)總工程師莊紅林說，這次工程實(shí)施了近3000次爆破，開掘了3000米地下隧道和5個地下實(shí)驗(yàn)廳。

中心探測器鋼罐，直徑5米、高5米，壁厚僅1厘米，變形要在1毫米以內(nèi)。廣東中澤重工公司的洪紫林說，他們進(jìn)行了80多次焊接試驗(yàn)，一個20噸的鋼罐“用了一年多時間才完成”。

“成本是正常產(chǎn)品的7倍，單論這個項(xiàng)目我們是虧了錢的。”洪紫林說，“但我們能參與到國家項(xiàng)目中很榮幸。”

中國制造質(zhì)量無可挑剔

實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵的“閃爍液體”，是中科院高能所自己研發(fā)配制的。要讓釓與烷基苯混合起來，長期透明，很難。法國的實(shí)驗(yàn)，液閃100天就渾濁，實(shí)驗(yàn)被迫終止。大亞灣的科學(xué)家經(jīng)過幾年摸索，才把液閃配方的穩(wěn)定流程搞清楚。他們摻入0.1%的一種稀土元素，縮短了中子的俘獲時間同時降低噪聲。

同一實(shí)驗(yàn)廳放置2-4個全同探測器進(jìn)行對比測量，這個方案曾被美國合作方激烈質(zhì)疑。最后證明中國人的想法是大膽而正確的。

裝配大廳的水泥地面建設(shè)完工后，來自美國的科學(xué)家，趴在地上一寸一寸用硬木敲擊，側(cè)耳傾聽，保證地面沒有一點(diǎn)點(diǎn)空隙，以確保設(shè)備的安裝質(zhì)量。他們發(fā)現(xiàn)“中國人的施工質(zhì)量無可挑剔”。

實(shí)驗(yàn)開始后，每天數(shù)據(jù)多達(dá)250GB，同時傳輸?shù)奖本┲锌圃焊吣芩褪澜绺骱献鲉挝唬蟹降姆治鍪亲羁斓模蛔罱K結(jié)果采用了中方的分析。曹俊說，這歸功于中方預(yù)先開發(fā)分析軟件，并模擬演練。

別人在過年，大亞灣在沖刺。大亞灣的成功是“搶”出來的，與各國一流科研機(jī)構(gòu)的合作中，中國團(tuán)隊(duì)?wèi){實(shí)力贏得了尊重，讓國際高能物理界看到了漂亮的中國數(shù)據(jù)，聽到了響亮的中國聲音。

爭分奪秒率先撞線

3個實(shí)驗(yàn)大廳先后挖好。為爭取時間，剛挖好的洞廳，就開始安裝設(shè)備。新巖洞又熱又潮濕，進(jìn)去20分鐘渾身濕透。回到宿舍，大家累得“只能躺著洗個涼水澡”。

裝配吊車的一個螺栓壞了，由于是特制的，必須從河南取來。馬上有科學(xué)家坐飛機(jī)過去，機(jī)場交接，即刻返回。

實(shí)驗(yàn)室電纜布線，設(shè)備工藝，與國際同行網(wǎng)上開會……為贏得國際競爭，大亞灣沒有節(jié)假日，“白加黑”“五加二”，兩班倒工作16個小時是常態(tài)。

在研制液閃大規(guī)模混制設(shè)備時，工作人員連續(xù)一個月試產(chǎn)，每天從上午忙到第二天凌晨4時。

2011年，日、美、法等國相繼發(fā)布了中微子第三種震蕩的“跡象”。為首先撞線，大亞灣果斷改變8探測器的方案，先使用6個探測器，2011年12月24日起至2012年2月17日搶先測數(shù)。成功結(jié)果就來自這一階段的數(shù)據(jù)。

論證4年，施工3年，安裝實(shí)驗(yàn)設(shè)施1年，取數(shù)55天，分析只用半個月，這就是大亞灣的速度。進(jìn)度曾經(jīng)領(lǐng)先世界的韓國同行，在中科院高能所成功后3周發(fā)布了類似結(jié)果。

中科院高能所宣布成功當(dāng)天，李政道先生發(fā)來郵件：“這是物理學(xué)上具有重要基礎(chǔ)意義的一項(xiàng)重大成就。”

大亞灣人自稱“一群勤勞的螞蟻”：工作在陰暗潮濕的隧道，卻造出一座美麗的科學(xué)宮殿。

（原標(biāo)題 十年一劍，大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)令世界矚目）