

????8月26日,江門中微子實驗成功完成2萬噸液體閃爍體灌注,并正式運行取數(shù),成為全球首個建成的下一代大型中微子實驗裝置。大科學工程的基建,從提出需求到設計再到施工環(huán)環(huán)相扣,任何偏差都可能導致無法滿足實驗需求。從2013年至今,中國科學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團隊全程參與江門中微子實驗的設計、建造及安裝工作,并負責通用系統(tǒng)的安裝、運行和維護。近日,記者采訪了李小男,深入了解江門中微子實驗的建設歷程以及后續(xù)的工作內容。
????建設過程充滿挑戰(zhàn)
????記者:您是什么時候開始與中微子實驗結緣的?
????李小男:我在2005年從美國回國,隨后參與大亞灣中微子實驗,在國內開啟了中微子領域的研究工作,至今已有20年。其間,我不僅參與了大亞灣中微子實驗的建設和運營,2012年還參與了江門中微子實驗的啟動??梢哉f,過去這么多年里我基本都在做與中微子相關的工作。
????記者:江門中微子實驗為何選址開平市金雞鎮(zhèn)打石山?有哪些考慮呢?
????李小男:江門中微子實驗的物理目標是測量中微子的質量順序。為了實現(xiàn)這一目標,實驗選址需滿足兩個條件:其一,要捕捉和研究核反應產(chǎn)生的中微子,距離核電站53公里的位置,相關現(xiàn)象最顯著;其二,這類實驗需在深埋于700米的地下進行,且實驗裝置要建在大型洞室里。由于實驗規(guī)模大,地下實驗大廳跨度起碼要達到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)實地考察,并由地質學家判斷,這里適合進行大跨度開挖工程。另外,實驗裝置建在地下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雜。我們邀請了國內防水、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,地下實驗大廳的跨度約為50米,我們采用錨索技術來保證大跨度的地下洞室結構穩(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年就作為基建負責人常駐開平。您本身學的是粒子物理,后來又學習了地質、水文、勘測等知識,這些知識對工程建設產(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。國內有最優(yōu)秀的專業(yè)施工單位,我們也邀請了很多國內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),滿足實驗裝置的需求。學習這些知識并不是為了親自解決問題,而是要評估問題對實驗的影響,搞清楚重點在哪里,保障實驗裝置的穩(wěn)定。
????江門中微子實驗預期運行30年
????記者:江門中微子實驗在8月26日正式運行取數(shù),后面將開展哪些工作?
????李小男:江門中微子實驗預期運行30年,后面的工作主要有兩個方面。一是確保實驗裝置穩(wěn)定運行,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多位科學家組成,在解決既定目標之余,就實驗過程中發(fā)現(xiàn)一些無法預期的物理目標或現(xiàn)象開展研究工作。二是利用實驗裝置自動化程度高等特點,開展科普宣傳工作,配合地方科協(xié)和專業(yè)機構開展研學活動。這很有意義,我后期也會參與其中。
????記者:江門中微子實驗的建成,對于粵港澳大灣區(qū)大科學裝置的布局,吸引和培育高水平科技人才有什么意義?
????李小男:基礎科研是國家國力和科技創(chuàng)新的展示窗口,江門中微子實驗能充分展示我國在這方面的實力。它落地江門,擴充了廣東大科學裝置的布局。江門中微子實驗有獨特優(yōu)勢,它完全針對一個物理目標建造,會引起國際上中微子和粒子領域的高度關注,吸引相關人員來到廣東、來到江門。江門中微子實驗還是一個國際合作實驗,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:大科學裝置不僅是科研設施,也是科普宣傳的有效載體,您認為江門中微子實驗對江門科普發(fā)展有什么意義?
????李小男:江門中微子實驗的科普輻射影響力不僅限于本地,我們先做好江門地區(qū)的科普和研學工作,影響力會逐漸輻射至廣東省。江門中微子實驗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,雖然有些東西可能看不到實體,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家,我們不僅會邀請國際合作組成員參與科普科學研究,還可能邀請中國高能物理研究所或者中國科學院的青年科學家參與,這對推動研學工作和青少年科普工作非常重要。
????記者:您對江門中微子實驗有哪些期待?
????李小男:基礎科研具有不可預見性,這也是其魅力所在。江門中微子實驗有既定目標,比如在4—6年內回答質量順序問題。對于我個人和團隊來說,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,江門中微子實驗可以發(fā)揮重大作用,幫助人類理解天體現(xiàn)象和宇宙演化,當然這要看我們能不能遇到這些機遇了。

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????策劃:谷江民 謝敏????統(tǒng)籌:王平強 王鼎強
????文/圖:張浩洋

