王贻芳 追着“中微子”跑的人

梁伟

2019年9月7日，第四届“未来科学大奖”在北京揭晓。中国科学院院士王贻芳摘得三项大奖之一的“物质科学奖”。他长期从事高能物理实验研究，率先提出了中微子研究项目，并带领团队先后从大亚湾实验和江门中微子实验站的实验中进行中微子物理性能的探测和研究并取得重要成果。

他的中微子震荡实验被《科学》杂志评为世界年度十大科学突破，获得2016年度国家自然科学一等奖，同年获得了科学界第一巨奖——“基础物理学突破奖”，奖金300万美元。而他也是首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家。

中微子是构成物质世界的12种基本粒子中人类了解最少的一个，也是破译宇宙起源与演化密码最重要的一把钥匙。大亚湾中微子实验首席科学家、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳一直与它结缘。

早在2003年，王贻芳的团队就提出设想，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，来寻找中微子的第三种振荡，并提出了实验和探测器设计的总体方案。他多方奔走，呼吁国内开展这一实验研究。王贻芳通过自己的影响力，团结了一批一批国内和美国华裔科学家，这其中就包括从美国归来的项目副经理曹俊、项目电子学负责人李小男等众多优秀科学家。经过这些集体智慧的博弈，大家也都明白这将是对高能物理学界具有里程碑意义的大型实验。

2006年，大亚湾中微子实验国际项目正式启动，这是美国能源部在基础研究领域对外投资第二大的国际合作。中国（包括香港和台湾地区）、美国、俄罗斯、捷克等6个国家和地区的30多个研究单位的190多位研究人员组成的团队顺利诞生。这其中，以王贻芳为代表的中方紧紧把握了实验的主导权。用了不到一年的时间，大亚湾核反应堆中微子实验室建设启动。

三年建设、一年安装。又过了四年，2011年底，大亚湾的探测器准备就绪。但这并不意味着中国在寻找中微子的赛跑中走在了世界前列。早在半年之前，日本T2K中微子實验就发表了θ13的测量结果，但置信度只有2.5个标准偏差，虽然还没有达到5个标准差，但这一结果已经被《物理世界》列为当年十大物理突破，除此之外，美国、法国、韩国都跑在了我们的前面。

但是这样的局面没有持续太久，仅仅过了55天，王贻芳和他的团队就测得新的中微子振荡模式，定量来说，θ13不为零的置信度达到了5.2个标准偏差。大亚湾中微子实验国际合作组成员、美国杰佛逊国家实验室副主任罗伯特·麦克欧文说：“这是中国本土迄今为止最重要的物理学成果。”

2012年底，美国《科学》杂志评选的年度十大科学突破，大亚湾中微子实验赫然在列。的确，这是一项重大科学成果，科学家们发现了这种新的中微子振荡模式，首次精确测量到其振荡幅度，从而开启了未来中微子发展的大门。大亚湾中微子实验这一重要发现，还将使科学家对物质世界的基本规律有新的认识，为未来进行下一代中微子实验以探索研究宇宙中物质和反物质不对称性即破解“反物质消失之谜”，开启了道路和奠定了科学基础。

而大亚湾中微子二期实验项目的主要物理研究目标是利用反应堆中微子振荡确定中微子质量顺序，对于人类了解物质微观的基本结构和宏观宇宙的起源与演化具有重要意义。