中国的科学革命之三：寻找奇怪的粒子！

开开心心

我乘坐电动车深入地下。高速穿过岩石中开凿出的通道，来到大山之下的最深处。

中科院高能物理研究所研究员曹俊教授解释说：“岩石是花岗岩，相当硬。我们头顶上有300米厚的花岗岩，屏蔽宇宙射线。”

曹俊教授

在中国南部大亚湾地下，科学家正在研究的是宇宙中最为奇怪的粒子：中微子。

中微子产生于核反应，包括星空中的聚变到地球上核电站的核反应过程。中微子是宇宙中数量最多的粒子。

每一秒钟都有数以万亿计的中微子从我们身边飘过，但是我们感觉不到、也看不到，中微子既不带电荷、质量也非常小。有人形容它是最接近于不存在的东西。

更为奇怪的是，中微子也在不停地变。穿行在宇宙中，中微子在三种形式中互换，即学家所说的“味道”。

就好像朝空中扔出一只香蕉，眼看着香蕉变成橘子、苹果，然后再变回香蕉。就目前所知，其他粒子没有这样的行为。

进入大亚湾研究中心

大亚湾这样的实验在全世界只有屈指可数的几个地方展开，也许会帮助科学家理解中微子的这种怪异性。在大亚湾，科学家观测的是源源不断地来自附近一家核电站的中微子。

地下通道的尽头，我们来到实验的心腹之地。

这里安装有一系列巨大的粒子探测器，可以监测到非常罕见的中微子与其他常规粒子的对撞。

探测器设在不同地点，有的间隔几公里，通过观察中微子碰撞在不同探测器之间的差异，科学家可以勾画出粒子移动过程中的变化。


曹俊教授说：“每天我们都可以探测到数以千计的中微子，这是黄金时代，研究中微子物理学振奋人心。”

更加值得注意的是，大亚湾研究团队可以比以往任何时候更精确地计算出中微子从一种形式转变为另一种形式的可能性。他们的研究结果甚至还暗示，中微子可能存在第四种神秘的“味道”，不过这一点目前还没有得到证实。

大亚湾的研究工作非常成功，去年获颁国际知名的“突破奖”。考虑到中国仅仅从1980年代才开始向这一个领域投资，如此进步令人刮目相看。

大亚湾项目负责人、中科院高能物理研究所所长王贻芳教授说，“现在我们开始见到成果了。”

和中国许多科学家一样，王教授也曾在国外（意大利和美国）工作。以前，离开中国的科学家很少回国，但是现在，人才外流之势出现逆转。

王教授说：“我认为，随着政府投资越来越多、机会越来越多，将来回来的人还会更多。”

海归科学家也在推动与其他国家建立联系。王教授说，中国科研要进步，需要争取更多合作。

“我认为，在所有领域，国际合作总是非常重要的。我也认为，如果对国际社会不够透明，成为领导者的机会就更少。”

“施普林格·自然集团“ 的刘珺也谈到了科研透明度的益处。该集团旗下《自然》杂志的一项调查显示，一些中国科学家不情愿与更广泛的研究社区分享他们的成果，但是刘珺认为这种做法适得其反。

刘珺说：“我们提倡科研和数据分享的公开性。实际上，讲求透明，研究出方法、治疗手段、新产品的效率也会提高很多。”

《自然》杂志调查还发现，中国科学家面临压力发表大批学术论文，做不到可能会影响拨款。王贻芳教授也认为存在过分强调数量、关注质量不够的现象。

“其中很多论文质量实际并不太高，至少算不上顶级质量。数量最多并不意味着就是最好的。因此我认为，还是任重道远。”

粒子探测器

地下中微子实验室内，研究人员也在筹划下一步行动。曹俊教授告诉我，他们已经着手展开庞大的跟进实验。

“那项实验规模更大。这里每一台探测器内，我们有20吨材料，用来探测中微子。新实验中，我们将用20,000吨！”

即将建成世界第一的射电望远镜之际，中国科学家也在考虑打破另一项记录：这一次是在粒子物理学领域，在中国本土打造更大版本的“大型强子对撞机”。

曹俊说：“在中国，目前真是科学家的好时光。”