翹首以待，2016年度國家自然科學獎一等獎得主揭曉，“大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗發(fā)現(xiàn)的中微子振蕩新模式”1月9日獲得殊榮。

這個自然科學領(lǐng)域最受矚目的獎17年來曾9度空缺，可謂“慎之又慎，寧缺毋濫”。簡單來說，獲得項目必須是重大科學發(fā)現(xiàn)，得到同行認可。

得獎的大亞灣實驗到底是什么?在攀登科學高峰的途中，中國又抵達了哪個位置?

大亞灣實驗：“活捉”神秘中微子

天地玄黃，宇宙洪荒。從時間開始的那一刻起，中微子就無處不在，構(gòu)成了世界的本源，但人類認識它卻僅有80余年，還留有許多未解之謎。

在科學家眼中，中微子的神秘面紗每掀開一層，都能讓人們向宇宙終極法則更接近一步。相關(guān)研究在最近28年間已4次斬獲諾貝爾獎。

可是，中微子幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，在它的眼里，地球幾乎是透明的。因此，雖然每秒鐘有億萬個中微子穿過我們的身體，但我們很難發(fā)現(xiàn)它的蹤影。

中微子有多難捕獲?美國科學家雷蒙德˙戴維斯因為觀測中微子的開創(chuàng)性工作而獲得2002年諾貝爾物理學獎，諾獎委員會這么形容他的工作：“相當于在整個撒哈拉沙漠中尋找某一粒特定的沙子。”

更讓科學家“郁悶”的是，中微子還會玩“失蹤”。如果把中微子比作蘋果：理論預期太陽釋放100個綠色蘋果，可地球上只看到了35個，為什么?科學家后來知道，因為有65個綠蘋果變成了黃色或者紅色的，這就是“中微子振蕩”。

我們生活的這個世界，有一些最基本的物理規(guī)律，一代又一代科學家費盡心血構(gòu)建起了一個“標準模型”來闡述這些規(guī)律。可中微子振蕩與這個標準模型并不兼容。到底是哪里出現(xiàn)了問題?近乎完美的模型是否要推倒重建?一切取決于科學家能否掌握中微子振蕩的秘密，或者說是“蘋果”變色的概率。

一個名為θ13的參數(shù)這時候成了焦點，大亞灣實驗就是要找出θ13的大小。

“中國最重要物理學成果”：贏得全球科學家的賽跑

找出θ13的大小，如果打比方說，就是不僅要“捉住”神秘的中微子，還要讓它開口說話，“交代”宇宙的一個終極秘密。

一場重量級的競賽在全球展開。除了大亞灣實驗，幾乎同時啟動的還有法國的Double Chooz、韓國的RENO反應(yīng)堆實驗，此外，利用加速器中微子的兩個實驗--日本的T2K和美國的MINOS也在高速進行。各國的頂尖高能物理學家紛紛投身這五個實驗，誰先測到θ13，誰就能贏得這場全球科學家的賽跑。

“關(guān)鍵在實驗的精度。”中國科學院院士、大亞灣中微子實驗項目負責人王貽芳說，實驗環(huán)境因此要更深、更暗、更干凈，數(shù)據(jù)分析則要爭分奪秒。

從大亞灣核電站的山底一路向下，穿過3千米的隧道，位于實驗廳里的中微子探測器正靜靜“坐”在深藍色的超純水中，睜大“眼睛”緊緊盯著來自核反應(yīng)堆的中微子。

2012年3月8日，大亞灣實驗拔得頭籌：發(fā)現(xiàn)了第三種中微子振蕩模式并精確測量到其振蕩概率。這一成果入選《科學》雜志評選的“2012年度十大科學突破”，并被美國同行譽為“中國有史以來最重要的物理學成果”。

“韓國科學家的結(jié)果只比我們晚了25天。”王貽芳回憶。

截至目前，大亞灣實驗已經(jīng)收獲了累累碩果，首次報道測量θ13的文章被引用上千次，成為高能物理研究的經(jīng)典文獻之一。

繼續(xù)探索未解之謎：要站到世界最前沿

自然科學獎以關(guān)注基礎(chǔ)研究、強調(diào)原始創(chuàng)新著稱，一等獎更是象征著我國基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。

如果把大亞灣實驗比喻為載人航天，那么接下來應(yīng)該就是載人登月和深空探索。航天領(lǐng)域有這樣步步發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，在中微子領(lǐng)域，我國科學家又有何規(guī)劃呢?

王貽芳說，大亞灣實驗的成功使我國的中微子物理研究向前邁出了一大步，繼續(xù)探索中微子未解之謎，將是我國相關(guān)研究實現(xiàn)跨越式發(fā)展和全面領(lǐng)先的機遇。

比如，反物質(zhì)去了哪里?科學家在研究宇宙的過程中，始終未能找到答案，有人甚至稱其為宇宙最大謎團之一。在目前的科學研究中，中微子最有可能解釋反物質(zhì)消失之謎。繼測出θ13之后，如果再測量出一個名為“CP破壞”的數(shù)值，科學家或許就此能打開一扇封閉了億萬年的大門。 王貽芳說，中國在中微子領(lǐng)域的研究從無到有走過了十幾年。如果說大亞灣實驗測到的θ13是起步的話，那么正在建設(shè)的江門中微子實驗很有希望確定中微子的質(zhì)量順序從而實現(xiàn)跨越。未來建造所有高能物理學家的夢想--高能粒子加速器并測量CP破壞，將達到國際領(lǐng)先水平。“一旦走完這條不尋常的路，中國必將在中微子研究領(lǐng)域站在世界的最前沿。”

人類數(shù)千年仰望星空，窺得行星運動的奧秘，誰能想到最終成為我們修蓋高樓大廈、制造飛機汽車、發(fā)射飛船衛(wèi)星的根本?

“今天的科學，將是明天的技術(shù)。”王貽芳說， 這是一幅漫長的路線圖，是對過去成功經(jīng)驗的信心，是對現(xiàn)在新的科學目標的承諾，更是對未來廣闊前景的展望。