【漫画】就算这是别人挖过的坑，我也能挖出宝来！

来源 | Sheldon

(作者见文末)

最近网上流传着这样一种说法：粒子物理学已经发展到头了，能挖的宝都已经被人挖光了。事实真的是这样吗？

今天，我们就来讲一个中国科学家在粒子物理学领域抢先挖到宝的故事。要想把故事讲清楚，咱们还得从万物的组成说起。

世间万物由什么组成？原子！

原子由什么组成？原子核和电子。

原子核由什么组成？中子和质子。

质子和中子又由什么组成？夸克！

到了这一步以后，

粒子就不能再往下分了。

所以，

电子和夸克都属于人类已知的，

组成物质的“最小单元”。

当然，

这样的“最小单元”还有很多，

如果把它们都画出来，

足足能排满一块黑板。

在这张图上，

每个小球就代表一种，

组成这个世界的基本粒子。

都听过吧，

天天念叨它们，

所以没啥新鲜的。

不过，

有些个小子不太常见，

比如说，

它们是这群粒子中，

最不爱凑热闹的几个，

几乎不跟其它粒子发生反应。

并且，

在标准模型里，

中微子没有质量。

自 70 年代开始，

标准模型通过了全世界

无数次物理实验的严苛考验，

它简直说啥是啥，指哪打哪，

从未失手。

然而，

历史的经验告诉人们，

再 NB 的模型，也不是万能的，

理论总有适用范围。

就像曾经辉煌的牛顿时空观，

最终被光速不变的实验结果打脸一样，

标准模型终于也有露出破绽的内天。

1998 年，

由日本物理学家小柴昌俊带队的

超级神冈探测器，

一不留神发现了一个奇怪的现象，

叫中微子振荡。

这个振荡究竟是个啥操作，

我们暂且不唠，

但它碰巧证明了一件事：

中微子有质量！

在物理学里，

不管标准模型的预言应验了多少回，

但那是好汉当年勇，咱都不提了，

只要说错一次，

甭管您是谁，麻烦您靠边让出 C 位。

于是，

闪耀了 20 年的无敌光环被打破，

标准模型走下了“神坛”。

理论出了毛病，按说是个闹心事吧，

但科学家可不这么想，

物理世界有个神奇的现象，

越是 NB 理论出事，

物理学家心里反而越美。

认知出现盲区，

说明真相有待探索，

骨灰级理论穿帮，

往往能催生一场物理革命。

换句话说，

中微子出轨这事，

说明我们脚下有金矿！

谁先挖着算谁的，

保不齐就换个诺贝尔奖啥的。

有金子谁不惦记？

你以为就你一人财迷？

别人都跟那傻愣着？想的美！

这不，一听说有金子，

三支专业挖宝队迅速赶到现场，

他们是：

全都是老油条，

经验丰富，

装备精良，

一个个虎视眈眈。

说起来，这件事中国队真不好弄，

就连带队的科学家也直犯嘀咕。

因为关于中微子的探测，

咱压根就没干过，

一没经验，二没装备，第三还差钱。

差多少？

2003 年的 1.7 个亿！

这咋跟人家 PK ？

而且挖宝这事，

往少了说几年，

往多了说几十年，

大把大把烧钱还搭工夫，

我们队实力不挤，

傻呵呵的冲上去不是

给人打了酱油么……

但是啥话都得两说，

明知道宝藏就在脚下，

眼睁睁看着别人挖走，

自己跟边上愣着啥也没干，

那也太憋屈了吧。

你要知道，

当年超级神冈探测器还没建造之前，

小柴是先找过咱们的，

他想跟咱搭伙，

看能不能一块整？

可那会，

我们就因为怕这怕那没敢干，

结果小柴桑没招只好一人上了，

结果他们接连测出各种中微子现象，

兜里连揣了俩诺贝尔奖。

这就跟电影里说的一样一样的：

（图片来自网络）

人生的遗憾莫过于此啊！

今这事明摆着是个大好机会，

难道咱又要主动放弃不成？

中国队队长一拍大腿，

老外 NB 归 NB ，

咱认怂可不行！

于是，

2006 年，

中科院批准了 5 千万元前期资金，

大亚湾核反应堆中微子探测项目终于启动了。

我们的目标是，

抢在别家挖宝队之前，

率先测出中微子振荡的第三个参数。

这个实验的原理是这样的：

整个过程中，

为了防止宇宙射线的干扰，

试验要在深山中进行。

原理说起来挺容易，

干起来那真是：

（图片来自网络）

首先，

闪光液里又得加东西，

又得倍儿干净，

不干净就看不清哪里有闪光。

就这一件事，

中科院高能所的科学家折腾了老长时间，

试过 N 种办法才最终搞定。

其次，P 管这东西，

当时只有日本能生产，

但问题是太贵！

所以没招，

我们只好硬着头皮让合作者出钱买。

老这么花钱给别人赚也不是办法啊！

买完以后又过了几年，

高能所和国内企业最终搞定了这个难题，

2015 以后的实验全都用国产P管，

再也不用进口啦！

在挖宝竞赛过程中，

本来日本队实力最强，

但谁知道半路不幸遭遇地震，

把设备给震坏了，

进度落后了一整圈，

这可以说是中国队的运气。

在最后冲刺阶段，

为了节省时间，

中国队做出了一个贼大胆的战术调整：

8个探测器差俩没装好，

那俩不要了，6个先整！

2012 年 3 月，

经过 6 年的艰苦奋斗，

中国队最终赶在其他队伍之前，

率先公布实验结果。

当时，

所有人都傻眼了，

谁能想到，

一帮老油条让一新手给虐了！

无疑，

这是一个比肩超级神冈的成就。

中国挖宝队一战成名，

昨天还是新手，

今天就已经跻身粒子物理世界一线明星梦之队。

2016年，

大亚湾中微子探测项目

获得国家自然科学一等奖。

中微子一振荡，

标准模型瞬间成了过气网红。

然而，

目前还没有其他模型能够占领C位，

顶替它的位置。也就是说，

我们脚下（至少在中微子问题上）

必定还埋着人类还没挖到的知识宝藏。

未来，

我们祝愿中国挖宝队能够再次大显身手，

揭开微观世界基础物理的全新篇章！

原文：矩阵良

改编：武子

编辑：Sheldon

策划：吴欧

绘制：Mirror

注1：我们说的中国队是指由中国大陆科学家主导的实验团队，其中还有来自中国台湾、美国、捷克的科学家。

注2：关于上世纪70年代中日之间可能开展的中微子实验合作，科学家指出，大家不用太往心里去。因为就算那个时候利用中国大山多的优势，把实验地点放在中国国内，其中的主要科学实验也不一定能够由当时的中国科学家完全主导。我们当时的底子确实太薄弱了。

注3：2006年测算出的大亚湾反应堆中微子实验的总经费大约是2.4亿元人民币。

关于墨子沙龙

墨子沙龙是2016年潘建伟院士提倡，中国科学技术大学上海研究院主办的科普论坛。经费由中国科大新创校友基金会捐赠资助。沙龙的科普对象范围从对科学有浓厚兴趣的中学生到成年人，旨在通过科普讲坛、和科学家面对面的方式对他们进行专业的科学启蒙。以上海为中心向全国发散，通过讲座、视频、网络公开课、科普订阅号等多种方式开展科普活动。

墨子在战国时期创立了以几何学、物理学、光学为突出成就的一整套科学理论，是我们中国最早的科学家。《墨经》中有关于力、力系的平衡和杠杆、斜面等简单机械的论述；记载了关于小孔成象和平面镜、凹面镜、凸面镜成象的观察研究，首先提出了朴素的时间（“久”，即宙）和空间（“宇”）的概念。墨子沙龙以墨子命名就是希望传承中国古代科学家的科学精神，振兴中国现代科技，鼓励青少年走上科研探索之路。

2019-05-20 上一篇: 【直播预告】 探索宇宙中人类的第二个家 下一篇: 【新闻】墨子沙龙：怎样让我们的化工更绿色？| 郑南峰