地下700米藏著“捕魂器”？中國建“宇宙之眼”！專盯萬億粒子

老墨今天告訴大家：你可能從沒意識到，每秒都有上萬億個“幽靈”穿過你的身體，它們比原子還小，能輕松穿透地球，卻連最精密的普通儀器都抓不住。

這種被科學家叫做中微子的粒子，藏著宇宙誕生和恒星演化的秘密，可人類研究它一百多年，至今還有太多謎題沒解開。

不過現在，中國在地下700米深處，建了個能“抓”住中微子的巨型裝置，它不僅是全球首個投入運行的新一代中微子探測器，最近還傳出了新動靜，讓全世界的物理學家都盯著這里。

難以捕捉的“宇宙幽靈”

要聊這個“地下神器”，得先說說為啥中微子難研究。

早在上世紀初，物理學家就發現原子核衰變時總少點能量，泡利大膽猜是有種“看不見的粒子”帶走了能量，這就是中微子的最初猜想。

可這粒子太“孤僻”了，只參與弱相互作用，不帶電、質量極輕，穿過一光年厚的鉛塊都難擋住，想探測它簡直像在沙漠里找一粒特定的沙子。

直到1956年，美國科學家用核反應堆和裝滿氯化鎘溶液的水箱，才第一次捕捉到它的蹤跡，后來幾十年里，各國科學家接力研究，從發現中微子有不同“味道”，到破解“太陽中微子失蹤之謎”，每一步都拿了諾貝爾獎。

從大亞灣突破到江門實驗升級

中國在中微子研究領域的發力，從大亞灣實驗開始就讓人眼前一亮。

2012年，大亞灣實驗團隊發現了第三種中微子振蕩模式，直接入選《科學》年度十大突破，讓中國躋身國際中微子研究第一梯隊。

而江門中微子實驗，就是在這個基礎上的“升級款”——2015年啟動建設，2025年8月正式運行取數，由中國牽頭發起，17個國家和地區的69家單位參與，和日本Hyper-K、美國DUNE并稱全球三大中微子裝置，還比另外兩個先投入使用。

選在廣東開平地下700米，可不是隨便定的。

這里旁邊53公里就是陽江和臺山核電站，能持續提供大量中微子，相當于給探測器“喂料”；而且53公里這個距離，是科學家算出來的“黃金距離”——中微子會在傳播中變身，也就是“振蕩”，在這個距離上振蕩效應最明顯，正好能研究中微子的質量順序，這是當前中微子物理的核心問題之一。

至于埋在地下700米，是為了擋住地面上的宇宙射線，這些射線會干擾中微子信號，厚厚的巖石層就像天然盾牌，讓探測器能在“安靜”的環境里工作。

這個“捕中微子神器”的核心是個大球——直徑41.1米的不銹鋼網殼，里面裝著2萬噸液體閃爍體，網殼上還裝了數萬只20吋光電倍增管。

當中微子偶爾和液體閃爍體發生作用，會發出微弱的光，光電倍增管就像靈敏的眼睛，能捕捉到這些光，再把光信號轉成電信號，科學家通過分析這些信號，就能知道中微子的能量、方向和“味道”。

為了造這個裝置，中國科研團隊還突破了不少技術難關，比如自主研發的20吋光電倍增管，打破了國外壟斷；液體閃爍體的光傳輸衰減長度超過20米，是當前世界最高水平。

就在2025年10月底，江門中微子實驗團隊發布了試運行兩個月的首批成果——不僅探測器的關鍵性能都達到設計預期，還成功記錄到了超過1000個來自核電站的中微子事例，而且通過分析這些事例，初步驗證了探測器對中微子能量和方向的測量精度，比預期還高。

有參與實驗的外國科學家說，這兩個月的數據質量，已經能和一些運行多年的中微子實驗相比，為后續研究打下了扎實的基礎。

從泡利的猜想，到如今中國地下700米的“宇宙之眼”，人類研究中微子的百年里，每一步都是對未知的挑戰。

江門中微子實驗不僅是中國科技自立自強的體現，更給全球中微子研究搭了個平臺。

未來30年，它還會持續“傾聽”中微子的“低語”，幫人類解開更多宇宙謎題，而我們也能跟著見證更多科學突破的時刻。