科学探索|核电站内捕捉幽灵粒子( 四 )


但是非常不幸的是 , 陈华森几年以后就因病去世了 , 这个实验就改由加拿大的麦克唐纳教授领导 。麦克唐纳领导的萨德伯里实验在 2001 年发现了太阳中微子的丢失就是因为中微子的振荡 。
到 2002 年的时候 , 基本上科学家都相信中微子是振荡的。2015 年 , 这两个实验领头的科学家梶田隆章和麦克唐纳被授予了诺贝尔奖 , 因为他们发现了中微子振荡现象 , 证实了中微子有质量 。中微子有质量 , 是我们第一次有实验证据超出粒子物理标准模型的新的现象 , 它有可能会导致新的物理 。
科学探索|核电站内捕捉幽灵粒子
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有许多现象标准模型解释不了 , 比如宇宙为什么会加速膨胀  , 1998 年的时候 , 通过卫星实验发现宇宙膨胀的速度不仅没有减小 , 而是在加速 , 是一个很奇怪的现象 。那是什么力推动它加速的 , 我们到现在为止还不知道 , 所以我们把它叫做暗能量 , 认为有一种不知道的力叫暗能量 , 推动了宇宙在加速 。
我们知道标准模型里面有强力、有弱力、有电磁力 , 暗能量是一个什么力 , 我们填不进去 。另外一个就是银河系为什么能够存在 。早期的时候我们相信有一种暗物质把这些物质都凝聚成星系 , 我们现在看到所有的星系转动的速度 , 都比我们预期要快 , 如果没有一个额外的引力存在 , 那么这个星系就会飞散 。所以银河系能够存在 , 一定有个什么东西产生引力 , 那么我们把这个引力叫暗物质 。
还有一个证明就是中微子为什么会有质量?在标准模型里面 , 中微子是没有质量的 , 它怎么产生的 , 我们也不知道 , 怎么去修改模型 , 使它跟我们理论符合 , 我们也不知道 , 所以现在里面有很多问题 。一般来说 , 我们对中微子的研究 , 是有可能会导致新的理论 , 有可能会解释宇宙的起源和演化 。
我们看到了大气中微子的振荡 , 看到了太阳中微子的振荡 , 其实还是应该有一种振荡 , 我们把它叫做 。从以前的实验 , 我们知道一定很小 。我们相信中微子振荡可能跟宇宙早期的物质-反物质不对称性有关系 。为什么我们宇宙能够存在 , 现在看到的全是物质 , 我们觉得有可能中微子振荡能解释它 。如果第三种振荡是零的话 , 那么这种不对称性就不会存在 , 所以我们就没办法用中微子去解释宇宙早期的谜底 。
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假如振荡存在的话 , 那么我们在离反应堆某一个地方 , 我们看到箭头指的地方 , 它就会有这样一个振荡曲线 , 中微子就会丢一部分 , 我们现在确信中微子一定是振荡的 , 那么我们也一定需要知道振荡有多大 。那么中微子研究的下一步就是我们去寻找第三种振荡 , 这个就是大亚湾最先的起源 。
实验非常重要 , 国际上有很多竞争 , 中国的大亚湾实验 , 法国的 Double Chooz 实验 , 韩国的 RENO 实验 。大概在 2003 年的时候 , 国内就提出了我们要在大亚湾去做这样一个实验 , 那时候我在费米实验室 , 我是 98 年毕业以后到了法国 , 然后到了美国去做中微子实验研究 。