捕光者③｜江门中微子实验项目副经理杨长根：为中微子实验筑起“数据海关”

随着科普工作的开展，越来越多人对中微子和中微子实验产生好奇：江门中微子实验探测器中的反符合探测器有什么作用；中微子看不见、摸不着，如何能证明研究成果……

刘悦湘 摄

中国科学院高能物理研究所研究员、博士生导师杨长根，长期从事粒子物理与高能物理实验研究，是大亚湾反应堆中微子实验研究集体核心成员。在江门中微子实验中，他担任项目副经理、现场安装经理，并负责反符合探测器系统建设工作。近日，带着大家关心的话题，《江门日报》记者与杨长根研究员进行了对话。

展开全文

重点在于找出中微子事例

记者：江门中微子实验有一张标志性的示意图《JUNO探测器核心指标》，其中的反符合探测器尤其是“反符合”一词，对于大众而言较为陌生。请您为大家介绍相关情况？

杨长根：读取数据时，我们能得到的中微子事例特别少（物理学研究中的“事例”通常指通过实验或观测获得的特定物理现象或数据样本，是验证理论或发现规律的基础素材），而各种放射性等方面的事例，是中微子事例的成千上万倍。既然实验的目的是对中微子进行研究分析，重点在于找出中微子事例，那就需要把非中微子事例排除掉。

刘悦湘 摄

我们可以把包围在中心探测器外面的反符合探测器理解为一个国家的海关，它能把非中微子事例“挡住”，避免这些事例混入我们想要观测的中微子事例当中。当然，这个“数据海关”不可能排除所有非中微子事例，对于那些“成功潜入”并被我们读取到的事例，反符合探测器也可以对它们进行精准标记，得到“从哪个地方进来”“什么时间点进来”等信息。后续我们做数据分析时，可以通过这些信息判断探测到的事例是否属于中微子事例。

记者：中微子看不见、摸不着，科学家要如何开展研究？

杨长根：对于中微子的获取、分析，我们有一套严谨的系统，涉及探测器、实验模拟、数据分析、理论和实际验证等方面。比如实验模拟就是根据已有的知识设计程序，模拟探测器的性能，然后在实际实验中验证性能是否符合模拟表现等；数据分析也是有一套系统，我们在整个过程中会对数据、功能等进行比较验证。

中微子实验犹如“培养孩子”

记者：江门中微子实验是一个国际合作项目，有人对此产生疑问：这个项目为什么需要国际合作？由中国单独开展可以吗？

杨长根：实验不能关起门来，闭门造车。对于江门中微子实验探测器来说，我们不需要强调每一部分都要由自己研发，能让它好好工作、稳妥地开展实验才是最主要的目标。别的国家已经有成熟的技术、设备，通过合作可以节省经费、时间等，同时实现取长补短，何乐而不为？

记者：经过近年来的科普宣传，不少人已经认识到中微子实验的重要性，但还是有人会认为实验离人们的生活太远。那在您看来，我们开展江门中微子实验项目的深层意义何在？

杨长根：中微子等基础物理研究就像一个孩子。孩子刚出生时，你没法判断他的爱好兴趣是什么，将来他会做什么工作、能干什么、干不了什么。但是，我们可以确定，有必要对孩子进行培养教育。

中微子研究，对于理解宇宙的起源、演化以及物质的基本结构等具有极其重要的意义。但是相对而言，我们在这方面的研究时间还不是很长，对中微子的认识还不够。现在就想要一个明确的研究预期还是太早了。不过我们相信，把与中微子有关的所有事情都理解了，就一定能发现其中的价值，或者说，我们有必要朝着这个方向去努力。

刘悦湘 摄

记者：您已经从事中微子研究多年。如今江门中微子实验项目即将运行，请问您有何感想？

杨长根：一个实验就跟了十几年，一个人能有多少个十几年？多年的心血花在一件事情上，肯定会对此产生深厚的感情。记得项目第一次灌水的时候，我的心里就很不平静，就像看到自己的孩子慢慢成长。现在，我也很期待项目正式运行的那一刻。