日本“頂級(jí)神岡”中微子探測(cè)器項(xiàng)目已正式啟動(dòng),，計(jì)劃于2027年開(kāi)始收集數(shù)據(jù),。該項(xiàng)目由日本主導(dǎo),、英國(guó)和加拿大等國(guó)參與,，目的是闡明物質(zhì)的起源及基本粒子的“大統(tǒng)一理論”,，揭開(kāi)宇宙起源之謎,。

中微子是宇宙中數(shù)量最多的基本粒子之一,?；玖Ｗ邮且阎淖钚×Ｗ樱鼈儾荒芟裨幽菢颖环殖筛〉牧Ｗ?，是構(gòu)造宇宙中一切的基本元素,。而中微子又是最輕的物質(zhì)粒子，迄今還未能測(cè)出它的確切質(zhì)量,，但至少比電子還要輕100萬(wàn)倍,。它們無(wú)處不在，如太陽(yáng)發(fā)光,、核反應(yīng)堆發(fā)電,、巖石的天然放射性衰變等核物理過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生，就連我們每個(gè)人也會(huì)因體內(nèi)的鉀—40衰變而每天發(fā)射約4億個(gè)中微子,。

中微子的最大特點(diǎn)就是幾乎不與任何物質(zhì)反應(yīng),。不管是人體還是地球，在它看來(lái),，都是極為空曠,、可以自由穿梭的空間。我們感覺(jué)不到它的存在,，科學(xué)上探測(cè)也極為困難,。因此，中微子的發(fā)現(xiàn)和研究過(guò)程,，飽含著幾代科研人員的心血,。

1930年，奧地利科學(xué)家泡利為了解釋原子核衰變中能量似乎不守恒的現(xiàn)象，預(yù)言了中微子的存在,，認(rèn)為就是這種“永遠(yuǎn)找不到的粒子”偷偷帶走了能量,。經(jīng)過(guò)20多年的尋找，美國(guó)科學(xué)家科萬(wàn)和萊因斯終于在核反應(yīng)堆旁探測(cè)到中微子,，證明了它的存在,。萊因斯因此獲得了1995年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

1968年,，美國(guó)科學(xué)家戴維斯在地下1500米深的廢棄金礦中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，首次探測(cè)到了來(lái)自太陽(yáng)的中微子，證實(shí)太陽(yáng)無(wú)窮無(wú)盡的能量來(lái)自氫核聚變,。1987年,，日本科學(xué)家小柴昌俊在第一代神岡實(shí)驗(yàn)中，探測(cè)到了來(lái)自超新星的中微子,。他們二人因此都獲得了2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。此后，戴維斯進(jìn)一步提高測(cè)量精度,，卻發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)中微子的數(shù)量比理論預(yù)言的要少得多,，被稱為“太陽(yáng)中微子失蹤之謎”。此后,，小柴昌俊的學(xué)生梶田隆章發(fā)現(xiàn),，宇宙射線在大氣層中產(chǎn)生的中微子也比預(yù)期少，稱為“大氣中微子丟失之謎”,。

中微子為什么比預(yù)計(jì)的少,？1998年，梶田隆章在升級(jí)后的第二代神岡實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),，大氣中微子比預(yù)期少,，是因?yàn)樵陲w行過(guò)程中自發(fā)變成了其他種類的中微子，這一現(xiàn)象就是中微子振蕩,。他也因此獲得了2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。

中微子振蕩現(xiàn)象證明了中微子有質(zhì)量，盡管質(zhì)量極其小,，但會(huì)影響宇宙的起源和演化,。根據(jù)已知的物理規(guī)律，在宇宙早期,，正反物質(zhì)應(yīng)該成對(duì)產(chǎn)生,，數(shù)量是一樣的。但在現(xiàn)在的宇宙中,，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大量反物質(zhì)存在的跡象,。為什么宇宙只由正物質(zhì)構(gòu)成,？反物質(zhì)到哪里去了？這是宇宙起源必須回答的關(guān)鍵問(wèn)題,。中微子振蕩會(huì)帶來(lái)一個(gè)意外的結(jié)果,，即正反粒子的行為可以不一樣，很有可能造成反物質(zhì)消失,。因此,，全面了解中微子振蕩，是破解“反物質(zhì)消失之謎”的重要一環(huán),。

由于中微子難以探測(cè),，解決這些謎團(tuán)需要巨大的探測(cè)器，獲取更精確的數(shù)據(jù),。日本前兩代神岡實(shí)驗(yàn)堅(jiān)持自己的優(yōu)勢(shì)方向,，掌握核心技術(shù)，持之以恒地探索,，取得了巨大突破,。此次啟動(dòng)的第三代實(shí)驗(yàn)“頂級(jí)神岡”將建造一個(gè)26萬(wàn)噸的水探測(cè)器,，造價(jià)約8億美元,。此前，中國(guó)的江門(mén)中微子實(shí)驗(yàn)和美國(guó)的深層地下中微子實(shí)驗(yàn)也已開(kāi)始建設(shè),。三個(gè)實(shí)驗(yàn)間既競(jìng)爭(zhēng)又互補(bǔ),，聯(lián)合分析能顯著提高發(fā)現(xiàn)能力。新一代的中微子實(shí)驗(yàn),，也許有一天可以揭開(kāi)宇宙起源的謎題,。

（作者為中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所副所長(zhǎng)）