

????8月26日,江門中微子實(shí)驗(yàn)成功完成2萬噸液體閃爍體灌注,并正式運(yùn)行取數(shù),成為全球首個建成的下一代大型中微子實(shí)驗(yàn)裝置。大科學(xué)工程的基建,從提出需求到設(shè)計(jì)再到施工環(huán)環(huán)相扣,任何偏差都可能導(dǎo)致無法滿足實(shí)驗(yàn)需求。從2013年至今,中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、開平中微子研究中心主任李小男帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)全程參與江門中微子實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、建造及安裝工作,并負(fù)責(zé)通用系統(tǒng)的安裝、運(yùn)行和維護(hù)。近日,記者采訪了李小男,深入了解江門中微子實(shí)驗(yàn)的建設(shè)歷程以及后續(xù)的工作內(nèi)容。
????建設(shè)過程充滿挑戰(zhàn)
????記者:您是什么時候開始與中微子實(shí)驗(yàn)結(jié)緣的?
????李小男:我在2005年從美國回國,隨后參與大亞灣中微子實(shí)驗(yàn),在國內(nèi)開啟了中微子領(lǐng)域的研究工作,至今已有20年。其間,我不僅參與了大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的建設(shè)和運(yùn)營,2012年還參與了江門中微子實(shí)驗(yàn)的啟動??梢哉f,過去這么多年里我基本都在做與中微子相關(guān)的工作。
????記者:江門中微子實(shí)驗(yàn)為何選址開平市金雞鎮(zhèn)打石山?有哪些考慮呢?
????李小男:江門中微子實(shí)驗(yàn)的物理目標(biāo)是測量中微子的質(zhì)量順序。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),實(shí)驗(yàn)選址需滿足兩個條件:其一,要捕捉和研究核反應(yīng)產(chǎn)生的中微子,距離核電站53公里的位置,相關(guān)現(xiàn)象最顯著;其二,這類實(shí)驗(yàn)需在深埋于700米的地下進(jìn)行,且實(shí)驗(yàn)裝置要建在大型洞室里。由于實(shí)驗(yàn)規(guī)模大,地下實(shí)驗(yàn)大廳跨度起碼要達(dá)到40米甚至50米,開發(fā)如此大跨度的地下工程,條件十分苛刻。
????通過地圖選址,我們發(fā)現(xiàn)了打石山這個地方,經(jīng)實(shí)地考察,并由地質(zhì)學(xué)家判斷,這里適合進(jìn)行大跨度開挖工程。另外,實(shí)驗(yàn)裝置建在地下700米,需要有合適的出入口。我們與地方政府溝通,綜合考慮交通、供電、供水等因素,最終把選址定在打石山,整個過程大約用了1年時間。
????記者:建設(shè)過程中肯定遇到很多困難,能舉例說明嗎?
????李小男:這種大科學(xué)工程沒有先例可循,每一步都會碰到新問題。我們在2015年1月開始地下工程的開挖環(huán)節(jié),第一步是斜井豎井開挖,到2015年10月便發(fā)現(xiàn)地下水越來越多。斜井坡度為42%,地下水增多使工作面變得復(fù)雜。我們邀請了國內(nèi)防水、施工等各方面的專家來評估問題,并通過探水注漿等工藝來解決地下水問題。此外,地下實(shí)驗(yàn)大廳的跨度約為50米,我們采用錨索技術(shù)來保證大跨度的地下洞室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,但施工難度非常大。除了這些問題,我們在排水防水、地下溫度控制等方面也面臨著諸多困難。
????記者:您在2013年就作為基建負(fù)責(zé)人常駐開平。您本身學(xué)的是粒子物理,后來又學(xué)習(xí)了地質(zhì)、水文、勘測等知識,這些知識對工程建設(shè)產(chǎn)生了哪些幫助呢?
????李小男:這么大的工程,開發(fā)涉及多個方面。國內(nèi)有最優(yōu)秀的專業(yè)施工單位,我們也邀請了很多國內(nèi)專家一起來解決問題,但是我們自己必須要了解問題所在,以及這些問題可能產(chǎn)生的影響。我的崗位就是連接各個專業(yè),滿足實(shí)驗(yàn)裝置的需求。學(xué)習(xí)這些知識并不是為了親自解決問題,而是要評估問題對實(shí)驗(yàn)的影響,搞清楚重點(diǎn)在哪里,保障實(shí)驗(yàn)裝置的穩(wěn)定。
????江門中微子實(shí)驗(yàn)預(yù)期運(yùn)行30年
????記者:江門中微子實(shí)驗(yàn)在8月26日正式運(yùn)行取數(shù),后面將開展哪些工作?
????李小男:江門中微子實(shí)驗(yàn)預(yù)期運(yùn)行30年,后面的工作主要有兩個方面。一是確保實(shí)驗(yàn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行,保證30年不變,這樣才能收集更多中微子數(shù)據(jù)。我們的國際合作組由700多位科學(xué)家組成,在解決既定目標(biāo)之余,就實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)一些無法預(yù)期的物理目標(biāo)或現(xiàn)象開展研究工作。二是利用實(shí)驗(yàn)裝置自動化程度高等特點(diǎn),開展科普宣傳工作,配合地方科協(xié)和專業(yè)機(jī)構(gòu)開展研學(xué)活動。這很有意義,我后期也會參與其中。
????記者:江門中微子實(shí)驗(yàn)的建成,對于粵港澳大灣區(qū)大科學(xué)裝置的布局,吸引和培育高水平科技人才有什么意義?
????李小男:基礎(chǔ)科研是國家國力和科技創(chuàng)新的展示窗口,江門中微子實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞终故疚覈谶@方面的實(shí)力。它落地江門,擴(kuò)充了廣東大科學(xué)裝置的布局。江門中微子實(shí)驗(yàn)有獨(dú)特優(yōu)勢,它完全針對一個物理目標(biāo)建造,會引起國際上中微子和粒子領(lǐng)域的高度關(guān)注,吸引相關(guān)人員來到廣東、來到江門。江門中微子實(shí)驗(yàn)還是一個國際合作實(shí)驗(yàn),有17個國家參與,這對吸引國際高科技人才有極大影響。
????記者:大科學(xué)裝置不僅是科研設(shè)施,也是科普宣傳的有效載體,您認(rèn)為江門中微子實(shí)驗(yàn)對江門科普發(fā)展有什么意義?
????李小男:江門中微子實(shí)驗(yàn)的科普輻射影響力不僅限于本地,我們先做好江門地區(qū)的科普和研學(xué)工作,影響力會逐漸輻射至廣東省。江門中微子實(shí)驗(yàn)在科普和研究方面有兩大優(yōu)勢:一是青少年能親身接觸到國際上最頂尖的技術(shù),雖然有些東西可能看不到實(shí)體,但我們可以通過多種形式展示,這對青少年的影響重大;二是青少年在這里可以接觸到國際頂尖科學(xué)家,我們不僅會邀請國際合作組成員參與科普科學(xué)研究,還可能邀請中國高能物理研究所或者中國科學(xué)院的青年科學(xué)家參與,這對推動研學(xué)工作和青少年科普工作非常重要。
????記者:您對江門中微子實(shí)驗(yàn)有哪些期待?
????李小男:基礎(chǔ)科研具有不可預(yù)見性,這也是其魅力所在。江門中微子實(shí)驗(yàn)有既定目標(biāo),比如在4—6年內(nèi)回答質(zhì)量順序問題。對于我個人和團(tuán)隊(duì)來說,更期待能有驚喜,比如發(fā)現(xiàn)超新星爆發(fā)等劇烈現(xiàn)象時,江門中微子實(shí)驗(yàn)可以發(fā)揮重大作用,幫助人類理解天體現(xiàn)象和宇宙演化,當(dāng)然這要看我們能不能遇到這些機(jī)遇了。

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