捕捉幽灵粒子，研究宇宙起源！江门中微子实验即将建成投入使用，这是世界上最大的中微子研究机构。

中微子是宇宙形成之初就存在的最古老最原始的粒子，又被称为幽灵粒子，很多人相信鬼魂就是由这种粒子构成的，因为它不带电，具有极强的穿透性，从我们身体经过也不会产生任何感觉，像极了人们想象中的鬼魂。我国投入巨资建造科研装备来研究中微子，这到底有何意义？难道科学的尽头真的是神学？

地下700米，全球最大！

在地下700米深处，挖出巨大空间，然后建造一个直径超35米的玻璃球，里边注入不同的液体。

这就是我国建造的世界最大的研究中微子的装备，巨大的施工难度不是随便一个国家就能承受，基建狂魔的实力果然不是吹的。

这套探测装备位于江门地下700的实验大厅，大厅中有一个44米深的水池，水池里还有一个直径35.4米的有机玻璃球。

这个玻璃球由263块厚度达12厘米的有机玻璃，从顶到底逐层拼接而成。有机玻璃总体净重约600吨，是世界上最大的单体有机玻璃球。

完成组装之后，玻璃球内部将注入2万吨的液体闪烁体。外部水池内将放置3.5万吨超纯水，因为两种液体密度不一样，固定在水池中的玻璃球，将承受超过3000吨的浮力。

没有强大的基建能力，和高超的拼接材料，根本不可能建起这样一个有机玻璃球。而这也正是我国工业实力的体现，没有强大的技术实力，想建成这样一个装备无异于痴人说梦。

江门中微子实验自2013年立项，2015年开工建设地下实验室，2021年地下实验室交付使用并开始安装探测器。

直至2024年10月，经过技术人员9年多奋战后，整座实验中心即将建成，预计2025年8月正式运行，使用寿命约为30年。

之所以耗费巨资和巨大的工程量，把这个探测设备建在地底深处，就是为了通过外部的岩石和土地，屏蔽宇宙中的各种射线，给探测中心创造“干净”的环境。

而中微子则不会受到岩石和土层的影响，因为其具有超强的穿透力。我们把手掌张开伸在身前，每一秒钟也许都会有上亿的中微子穿过。

因为中微子不带电，即便穿过我们的手掌，我们也不会有任何感觉。也正是这样的特性，才让中微子有了“幽灵粒子”的称呼。

什么是中微子，到底有何神奇之处？

虽然号称“幽灵粒子”，听起来让人觉着有点不舒服，但实际上，这种粒子是宇宙中的基本粒子，充斥着整个宇宙空间。

中微子是沟通物质世界的基本粒子之一，质量小于电子质量的一亿分之一。虽然质量小又难以观察，但它在粒子物理的标准模型中占据着重要地位。

中微子最大的特点就是不带电，这让它和电子、质子等带电粒子有本质区别。在电磁环境中，中微子不会受到电磁力的影响，因为其根本不会产生电磁力。

中微子以接近光速的速度在宇宙中穿行，极高的速度再加上极强的穿透力，它可以轻易穿透地球这样的行星，甚至就连太阳这种恒星都能轻松穿越。

这就从侧面证明，古人说的穿墙术等，真的有可能存在，只是我们还没有找到正确的途径而已。就是不知古人对穿墙术的执着，是知道中微子的特性，还是全凭想象而杜撰出来的。

中微子有三种形态，分别是电子中微子、缪中微子（μ介子型中微子）和陶中微子（τ子型中微子），在传播过程中，中微子可以在三种形态中相互转化。

中微子在宇宙中可以说是无处不在，而且产生的途径多种多样。宇宙诞生之初，在大爆炸过程中产生了大量中微子。宇宙中每平方厘米每秒会飞过3万亿个中微子。

超新星爆发也会产生中微子，一次超新星爆发可以释放出10的58次方个中微子。就连人自身的放射性，每秒钟也会释放出几千个中微子。

太阳的核聚变过程、宇宙射线撞击地球大气层，都会产生大量中微子。核电站反应堆在裂变过程中也会产生中微子，人造的粒子加速器也能产生中微子。

这是一种随时随地都会产生的粒子，遍布宇宙空间也就不稀奇了。自1956年被首次证实存在以后，中微子领域的研究成果，已经获得4次诺贝尔奖。

中微子太神奇，科学尽头是神学？

我国对中微子的研究，最早始于大亚湾核电站。2003年，中科院高能物理研究所研究人员提出，利用大亚湾核电站和反对产生的中微子，来寻找中微子第三种振荡模式。

2007年，大亚湾反应堆中微子实验动工建设，由地面控制室和地下5个实验装置构成，最深处位于地下320米。

2011年底，大亚湾反应堆中微子实验室里的6个探测器提前投入运行。三个多月之后，中科院高能物理研究所所长王贻芳宣布，实验室发现一种新的中微子振荡，并测得振荡几率。

此后几年，大亚湾反应堆中微子实验继续进行，中微子振荡振幅的测量精度，也从2012年的20%，提升到后期的2.8%。

一直到2020年底，这处实验装置才正式退役。而此时江门中微子实验正在紧张建设中，继续接棒后续对中微子的研究试验。

中微子的种种特性，难免会让很多人联想到“鬼魂”，以至于“科学尽头是神学”、“当科学家爬到山顶才发现，神学已经在那里恭候多时”的说法甚嚣尘上。

人类最伟大的物理学家之二-牛顿和爱因斯坦，研究到最后都转向神学，牛顿晚年开始搞炼金术和神学研究，爱因斯坦晚年也同样研究过神学。

如今在世的物理学大师杨振宁，也在以此采访中回答说：“如果问有没有一个造物者，那我想是有的，因为整个世界的结构不是偶然的”。

三尊物理学大神，在物理学领域研究一生之后，都把目标瞄向“神学、上帝或造物主”，这只是一种巧合，还是真的“科学尽头是神学”？

其实，对于三位物理学大师的说法，大部分都是网上的穿凿附会，牛顿晚年可能有点偏向神学的意思，毕竟身处神学统治一切的时代，难免会受到影响。

而爱因斯坦和杨振宁，绝对没有“科学尽头是神学”的想法，他们只是越研究越发现物理学的神妙之处，无法找到完美解释，然后归功于“造物主”，而这个“造物主”绝不是神学中的“上帝”。

世界大国争先恐后，都在努力研究

目前，我国的江门中微子实验，建成投入使用后将成为世界中微子研究中心之一。针对中微子的研究，还有日本的顶级神冈中微子实验和美国的深部地下中微子实验。

2019年，日本政府批准“顶级神冈”中微子探测器的建造计划，拨款3200万美元作为首批建造费用。

“顶级神冈”将建在岐阜县飞弹市地下，能探测宇宙射线、太阳、超新星和粒子加速器等各种来源产生的海量中微子。

实验主体设施深约71米直径68米，储水高达26万吨，水池壁上约4万个光电倍增管，用来捕捉中微子与水反应发出的微光。

东京大学物理学家清水雅之表示，“顶级神冈”还有望发现质子衰变，这是一种从未被观测到的现象。

按照目前的研究理论，质子的寿命超过10的34次方年，如果“顶级神冈”依然观测不到衰变现象，意味着质子的寿命又要增加10倍以上。

美国也想在这场中微子研究竞赛中胜出，一直专注于建设深部地下中微子实验，预计建设成本将超过30亿美元。

要知道，我们的江门中微子实验，总投资也不过20多亿人民币，而美国的投资折合人民币高达200多亿，是我国投入的10倍以上。

虽然美国政府和研究机构野心勃勃，不惜投入巨资也要取得领先优势，不过投资大不一定能够就意味着一定好。

美国深部地下中微子实验的建设成本飙升，是因为建设工期一再延误导致的，再加上预算不断超支，累积下来导致飙升至30亿美元以上。

就算如此巨大的投入，美国的中微子实验建设进度比我国晚6年，这就意味着美国的深部地下中微子实验，要到21世纪30年代才能正式运行。

探索中微子，掌握其中隐藏的秘密，有助于了解宇宙演变的过程。另外，中微子也是粒子物理研究的最前沿阵地，对中微子的研究，有助于推动整个科学领域发展，而且从能源到医疗，都有中微子的用武之地，一旦掌握中微子，还能造福全人类。