大亞灣中微子振盪實驗 有助破解宇宙奧秘

大亞灣是全中國核能發展焦點，更有望成為人類探索物質終極結構開端。匯集中文大學與香港大學，以及大陸、美國、台灣、俄羅斯、捷克 30 多個研究機構約 250 名頂尖科學家超大型「大亞灣中微子振盪實驗」，昨日首次發表探測結果，破天荒精確得出當中參數「θ13」數值為 0.092 。

這次精確數據揭示被稱為「幽靈粒子」的「中微子」 (Neutrinos，ν) 變化奧秘，以及為破解 137 億年前宇宙大爆炸 (Big Bang) 後的「反物質消失之謎」提供重要研究指引，揭開宇宙學新一頁。

香港《文匯報》報導，實驗由中國科學院統籌，深入大亞灣核電廠旁周邊山坡實驗基地進行。香港中大物理學系教授朱明中、港大物理系副教授梁幹莊及助理教授潘振聲，均於實驗籌備階段已開始參與。

實驗組昨日於北京進行新聞發布會，指去年 12 月 24 日至今年 2 月 17 日期間， 6 台巨型「中微子」探測器，探測到上萬次電子類中微子訊號。而透過比較不同探測點數據，專家發現「中微子」數量在穿梭過程中減少。以有關參數「θ13」代表，有關測量數值為 0.092 ，誤差為 0.017 。科學界歷來第一次得出「θ13」精確數值。

實驗組聯席發言人、中科院高能物理研究所所長王貽芳形容，結果令人類對中微子產生新理解，更可望為進一步探討現時宇宙「中物質」 (matter) 及「反物質」 (antimatter) 不對稱情況奠下科學基礎。

朱明中解釋，根據宇宙起源「大爆炸理論」，大爆炸前只有能量而沒有物質質量存在。直至大爆炸一刻，按愛因斯坦公式「E=mc2」，能量 (E) 轉化成質量 (m) (註： c 為光速常數，約等於 3 億) ，宇宙才誕生。在有關過程中，「物質」和「反物質」數量理應對等，但是現今人類觀測到的宇宙，卻只剩下物質，絕大部分「反物質」卻像謎一般消失了。

他續指「中微子」為數量最多的基本粒子，總體質量為各種粒子中最大。而現時每個立方厘米小方塊中，仍有達 300 粒是宇宙大爆炸後殘留物。憑著種種跡象，科學界一直相信「中微子」於「物質 / 反物質」演化過程中扮演極重要角色。若能破解「中微子」變化奧秘，可望為追蹤「反物質消失之謎」帶來革命性影響。

梁幹莊和潘振聲表示，是次實驗結果令科學家知道如何設計往後的「中微子」實驗，進一步探討「反物質」問題，以及開展更多與「中微子」相關的物理研究方向。

另一實驗聯席發言人、加州大學柏克萊分校教授陸錦標指，這次準確測量到有 6% 「電子類反中微子」因「中微子振盪」消失，數值遠大於預期。未得出實驗結果前，物理學界一直都擔心「θ13」數值等於零，或推翻物理學家之前一些重要假設。陸錦標笑言，幸好現初步錄得「θ13」數值「相當巨大，可見自然界對我們很友好。」

未來數月至數年，大亞灣實驗會繼續收集數據進一步提高準確度，並為新一代中微子實驗設計奠基，助人類一步一步探析宇宙物質根本。