广东江门地下700米的深处，深藏着中国有史以来最复杂的超级装备——江门中微子实验站，这是一座将拔高中国基础研究水平的神器，甚至人类未来的物理学突破和宇宙终极奥秘就藏在这里。

自从1956年中微子被首次发现以来，它就无情地颠覆了我们对物质世界的认知，美国为了它甚至停掉了除大型粒子对撞机以外的其他重大实验，把研究重心放在这上面。

那么什么是中微子？

它是极其小的基本粒子，我们每个人几乎每时每刻被数以万亿的中微子穿透而没有任何感觉，因为它实在太小了，比组成我们人体粒子的间隙还要小。

就是这么一个小小的中微子有什么魔力能让中美两国投入巨资砸到它身上？为什么江门中微子实验站要建在地下700米深处？捕捉到了中微子对中国有什么用呢？

这是《用科技丈量中国》系列第三期，我们是爱思考的波普兄弟，关注并长按点赞，带你拓宽视野，领略不为人知的中国科技地图。

地下超级装备

江门中微子实验效果图，图中玻璃球约40米高（十几层楼）

江门中微子实验站在广东江门开平打石山下700米的深处，挖了一个40米高的大洞，洞里面由1000吨的不锈钢结构支撑起一个巨大的有机玻璃球，球内盛放着2万吨全世界最透明的液体闪烁体用来探测中微子，有多透明呢？2万吨重的液体混入的灰尘不能超过0.1克，否则全部不合格。而这整个玻璃球探测器就浸泡在3.5万吨重的超级纯净水里面，在球的周围，有4.5万只光电眼睛死死地盯着前方，等待来自宇宙的幽灵自投罗网。

日本神冈中微子探测器内部

面对这么一个宏伟而华丽的大国重器，相信你一定有很多疑问，它是怎么捕捉幽灵中微子的，为什么要建在地下700米深处？那4.5万只漂亮的眼睛又是什么东西？

捕获原理

光电倍增管

当外界的中微子进入到玻璃球探测器里面时，只要有一个中微子与液体闪烁体作用，它就会发出微弱的荧光。这个荧光我们肉眼是无法分辨的，必须借助光学器件，而外围这4.5万只漂亮的眼睛，实际上就是光电倍增管，它可以将这点微弱的闪光放大1千万倍，这样我们就可以看到中微子了。

但是，没这么简单，中微子与液体闪烁体发生作用的概率是极低的，中微子具有极强的穿透性，它几乎不跟任何物质发生相互作用，即使有10万亿个太阳中微子穿过地球，最多也只有1个能跟地球发生相互作用。因此，为了提高捕捉概率，这次江门中微子实验站的探测器干脆作成了2万吨的容量。

极强的穿透性使得中微子极难捕获

不过，光是大还不够，液体闪烁体既然可以跟中微子作用产生闪光，同样也能跟其他的辐射相互作用，在地球上，山川草木皆能产生辐射，同时还有来自外太空的宇宙射线干扰，如果这些也能进入玻璃球，那几万只光电眼睛得忙瞎了。

于是，我们才把选址定在地下700米深处，靠深厚的岩石阻挡掉大部分的辐射干扰。同时还要提炼3.5万吨的超级纯净水来浸泡这个玻璃球。

你现在看到的仅仅是地下700深处的一个40米洞穴

经过这一系列的抗干扰技术，宇宙射线被强行降低了20万倍，即使如此，2万吨液体闪烁体每天还是能探测到10万个宇宙射线，相比之下，每天探测到的中微子却只有150多个。研究工作仍然有一定的难度。

三项世界之最

而这项研究，目前中国走在了前面，江门中微子实验站2015年开始建造，预计2022年建造完成，是目前人类在建的最前沿的实验站，相比于美国和日本的竞争方案，它缔造了三个世界之最，分别是：

1.世界上最透明的液体闪烁体（衰减长度 20米）；

2.世界上最大的有机玻璃容器（直径35.4米）;

3.还有世界上探测效率最高的光电倍增管（ 30%）。

20英寸光电倍增管批量生产

其中，这种高端的20英寸光电倍增管曾长期被日本所垄断，卖价非常昂贵，严重制约了我国探测器的发展，于是由中科院牵头，联合北方夜视技术股份有限公司，经过10年的攻坚研制，最终打破了日本的垄断，国产化率100%，同时还成为了探测效率最高的国际领先产品。到2023年实验站开始取数之后，相信会再次缔造大亚湾的奇迹，迎来重大的技术突破。

有什么用？贵在无知！

地下深处一片漆黑

诶，看了半天你可能要问了，这种实验有什么实际用途吗？答案是，真不知道！

波普兄弟前期视频介绍的东莞地下神器中国散裂中子源，它属于科学应用层面的装备，具体用途讲都讲不完，但中微子实验则是纯粹的基础物理研究的范畴，它需要耐得住寂寞，十年如一日地深耕才能看得到突破性的成果，但即使是突破性的成果，也只是理论上的，从基础科学到技术的转化，需要一代代科学家的不断努力。

现在非要说有什么用途，只能给出一些抽象的回答，比如打开了研究反物质消失之谜的大门，利用其穿透性来作天体探针，研究宇宙星球等等。

但归根结底，只有把中微子的性质研究透了，才有可能知道它的真正用处。就好像人类掌握了原子核理论，才发明了核武器和核能一个道理，但试想一下，科学是一把双刃剑，与其被其他国家率先取得突破，不如把前沿科学掌握在自己手里。

新的科研圣地

毫无疑问，在大国重器的加持下，江门将培养出一支国际领先的科研团队，使我国的基础物理研究走在世界前列，同时还将推动国内配套企业的技术创新，实现科技强国的目标。

而这么大的项目落户江门，也将推动江门的发展，往小了说，国际会议的举行，高端人才的引进，旅游业的开发等都会蓬勃发展，往大了说，江门的国际影响力将会进一步提升，说不定这里未来就是一个新的国际科研圣地。

所以，你不妨重新认识一下这座充满历史又生机勃勃的城市。江门的名气虽然不比广州深圳，却是个盛产名人的地方：

学术界梁启超梁思成父子来自江门，中国航空之父冯如，中国抗疫事业创始人伍连德出自江门，而文艺界，江门更是被称为中国影视明星之乡，孕育了包括周润发，刘德华，甄子丹，梁朝伟等等120多位演艺明星。

江门人才：学术文体百花齐放

江门可以作为你旅游的下一个景点，亲自去感受一下江门的独特风光。

那里有集防卫、民居和中西艺术为一体的开平碉楼，带你领略西方建筑融入中国乡村的文化冲击。

还有土峻石奇，波涛澎湃的上下川岛；

以及作家巴金笔下令人陶醉的小鸟天堂；

400年古榕树撑起一片小鸟天堂

玩累了还可以去新会，品尝一下陈皮普洱茶的甘香。

说不定还有机会领略中微子实验站地下700米的壮观现场。

前两期《科技上的中国》系列视频我们讲了东莞地下神器和福建龙轴集团，这期视频我们为未来的科研圣地江门代言，下一期你还想看哪座城市的科技故事？

《用科技丈量中国》

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