??? 在中微子研究的三大核心課題中，質(zhì)量順序測定堪稱“皇冠上的明珠”?，F(xiàn)有理論預言中微子存在三種質(zhì)量狀態(tài)，但人類始終無法確定其排列順序，江門中微子實驗（JUNO）以確定中微子質(zhì)量順序為首要科學目標。近日，我們有幸采訪到中國科學院高能物理研究所中微子二組組長、研究員于澤源，深入了解江門中微子實驗裝置的調(diào)試運行、后期讀數(shù)階段的相關內(nèi)容。
于澤源
??? 從“打火”難題到散熱攻堅
??? 記者：于澤源老師，您在江門中微子實驗中，主要負責哪些工作？
??? 于澤源：目前，我在江門中微子實驗室負責探測器的調(diào)試和運行，以及物理分析工作。我從事中微子研究多年，從江門中微子實驗立項開始就參與其中，工作內(nèi)容涵蓋前期預研、設計以及物理分析等各個方面。今年實驗進入灌裝和調(diào)試運行期，我便長駐現(xiàn)場了。
??? 記者：確定中微子質(zhì)量順序是江門中微子實驗的首要科學目標，為什么中微子質(zhì)量順序如此重要呢？
??? 于澤源：中微子是物質(zhì)世界基本組成單元之一，但我們目前對其諸多性質(zhì)仍一無所知。比如，中微子為什么有質(zhì)量，質(zhì)量從何而來，三代中微子誰輕誰重等問題，都是我們探索的重點。中微子在粒子物理的標準模型中，是沒有質(zhì)量的。然而，通過中微子振蕩實驗，我們發(fā)現(xiàn)中微子的質(zhì)量其實并不為零，這是一種超出我們現(xiàn)有模型的新物理現(xiàn)象，很可能為我們打開發(fā)現(xiàn)新物理突破點的窗口。
??? 記者：去年底，江門中微子實驗探測器主體結構建成并啟動液體灌裝，灌裝期有沒有遇到突發(fā)問題，又是如何推進的呢？
??? 于澤源：過去8個月是非常關鍵的調(diào)試期。剛開始時，光電倍增管出現(xiàn)一些打火情況，而且當時各種附屬設施還從未同時開啟過，發(fā)熱量太大，空氣無法有效散熱，只有灌滿水后才能同時運行。我們面臨很多挑戰(zhàn)，比如要保證眾多通道的數(shù)據(jù)同時上傳且不丟失，還要確保探測器的性能穩(wěn)定。調(diào)試期的主要問題是解決光電倍增管打火現(xiàn)象。光電倍增管剛開始運行時打火比較嚴重，它里面有電荷積累，放電時會發(fā)光，而我們這個實驗正是通過觀測光來進行的，這就產(chǎn)生了一些意想不到的問題。后來我們慢慢理解了原理，比如知道光電倍增管打火是由電荷積累導致的，于是我們把容易打火的光電倍增管找出來，降低其運行壓力，從而解決問題。但這是一個需要不斷摸索和動態(tài)調(diào)整的過程，需要不斷更新相關數(shù)據(jù)。
??? 在每秒40GB數(shù)據(jù)里“撈真金”
??? 記者：實驗每秒會產(chǎn)生40GB的數(shù)據(jù)量，面對如此龐大的數(shù)據(jù)，團隊采用了哪些高效的數(shù)據(jù)處理流程？
??? 于澤源：對我們來說，40GB/秒的數(shù)據(jù)量直接存盤是一種浪費。我們探測中微子，每天真正有用的中微子事件大概是三四十個，而每秒鐘獲取的數(shù)據(jù)卻有幾百個。所以關鍵是要從海量數(shù)據(jù)中篩選出我們真正需要的數(shù)據(jù)，然后把其他數(shù)據(jù)壓縮掉，這就像在大海里撈沙子一樣，要把“水分”篩出去。
??? 記者：我們是如何分析和儲存實驗數(shù)據(jù)的呢？
??? 于澤源：關鍵在于搭建好框架。這要感謝很多同事，比如做離線處理、計算以及網(wǎng)絡的同事，他們幫助我們順利將數(shù)據(jù)取下來并傳回北京，之后我們做分析的同事就能從數(shù)據(jù)中挑出中微子相關信息。
??? 記者：關于中微子質(zhì)量測量順序，有沒有相應的工作計劃時間節(jié)點呢？
??? 于澤源：肯定是越早取得成果越好，但目前還很難準確預估。確定中微子的質(zhì)量順序預計需要6年時間。然而，只要探測器運行起來，收集到三個月左右的數(shù)據(jù)，我們就可以把中微子振蕩6個參數(shù)中的2個參數(shù)的測量精度提高2—3倍。
??? 記者：正式取數(shù)后，團隊每天的工作日常將是怎樣的呢？
??? 于澤源：團隊成員有明確分工。負責在現(xiàn)場取數(shù)的成員，要在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，盡可能多地獲取數(shù)據(jù)；做網(wǎng)絡計算的同事要確保取得的數(shù)據(jù)能正常傳輸，中間不出現(xiàn)錯誤；做分析的同事要深入理解數(shù)據(jù)。大家就像一個有機整體，工作在一個鏈條上，這樣才能高效且高質(zhì)量地產(chǎn)出結果。與取數(shù)分析相關的團隊有130多人。
【策劃：谷江民 謝敏 統(tǒng)籌：王平強 王鼎強 撰文：張浩洋 供圖：龔靜】
