衡月昆。
当人类探索宇宙的脚步迈向更深的未知，总有一些追光者以智慧与坚守照亮科学前路。今年8月，江门中微子实验这一承载着全球粒子物理界期待的“国之重器”，即将正式运行取数。作为全球规模最大、技术最先进的反应堆中微子探测器，它不仅凝聚着中国基础科研的突破性成果，更镌刻着17年来700余名科学家与无数普通建设者的奋斗印记——那些在地下700米深处与粒子共舞的日夜，那些将“世界之最”从图纸变为现实的匠心，那些跨越国界碰撞出的科学火花，终将汇聚成人类认知宇宙的崭新篇章。为此，江门日报社策划推出《捕光者——江门中微子实验建设人物图谱》系列报道，以亲历者的视角，解构“国之重器”的筑造密码。他们的故事里，既有顶天立地的科学理想，更有脚踏实地的中国力量。本报将通过深度问答，呈现这些“捕光者”如何以十年磨一剑的定力，在微观与宏观的交织中发出人类对宇宙的终极追问。
中微子是组成物质世界最基本的粒子之一，宇宙诞生之初就产生了大量中微子，它不带电荷、质量极其微小，并且几乎不与任何物质相互作用，穿透能力强，非常难以探测，因此被称为“幽灵粒子”，吸引着无数科学家前赴后继地去探索。
近日，本报记者有幸采访到江门中微子实验项目副经理、中心探测器负责人，中国科学院高能物理研究所研究员衡月昆，深入了解他与江门中微子实验背后的故事。
记者：衡月昆老师，可以跟我们分享下您与中微子的缘分吗？
衡月昆：我于1999年在中国科学院高能物理研究所获得博士学位，之后主要从事粒子物理和高能物理实验方面的工作。我参加过大亚湾中微子实验，负责中微子探测器的研发。2013年江门中微子实验立项后，我便负责江门中微子实验的中心探测器研究工作。因为高能物理实验的关键仪器设备一般无法购买，只能依据物理目标自行设计研制，过去20多年，我一直专注于实验方面比较基础的探测器研发工作。
记者：读者对江门中微子实验的探测器充满好奇，衡月昆老师可以跟我们介绍下它由哪些部分构成，以及其探测原理吗？
衡月昆：江门中微子实验在2008年提出设想，旨在通过测量中微子的振荡能谱来确定中微子的质量顺序，这就要求建造一个特别大的探测器，因为振荡的极值点距离反应堆50多公里。目前有阳江核电站和台山核电站两个反应堆群，其反应堆中微子都可被探测到。这对中微子探测设备提出两大挑战：一是探测器必须足够大，要在地下700米的容器里装载2万吨液体闪烁体；二是精度要高，因为能谱上正次序和反次序的区分非常精细，如果测得不精确，就很难区分开。所以，我们要建造世界最大的液体闪烁体探测器，且能量分辨率要非常高。
从探测器设计角度，当时需要解决三个主要问题：一是2万吨靶物质用什么容器装载，当时有气球方案和有机玻璃球方案，各有优缺点；二是用什么来屏蔽周围的本体，常用屏蔽物质有白油和水；三是用什么结构支撑探测器，是用钢罐还是钢结构。经过多方比较和设计，从2013年立项到2015年，我们综合考量探测器性能、成本、建造可能性、风险、寿命等诸多因素，最终确定用有机玻璃球装载液闪，用纯水做屏蔽液体，用钢网架结构支撑整个结构，包括光电倍增管和有机玻璃球。
探测原理简单来说就是：中微子与液体闪烁体发生反应会产生闪烁光，闪烁光穿过液体闪烁体、有机玻璃球和纯水后到达光电倍增管，光电倍增管将光信号放大1000万倍变成电信号，电信号再通过波形数字化变成数字信号，传到计算机后通过网络传到北京和欧洲，供物理学家分析。
记者：核心部件安装过程中，有没有遇到意想不到的困难？
衡月昆：确实遇到了。虽然我们设计时间很长，做了上百次大小实验，涉及有机玻璃结点、钢结点、粘接、透光率、应力等方面，在实际建造中还是碰到了一些问题。
比如钢结构，地下是约41米外径的球形网壳结构，用螺栓连接，螺栓直径20毫米，螺孔22毫米，正负偏差只有1毫米。这么大型的钢结构，如果制作不够精确，螺栓可能就穿不进去。预装阶段我们做了很多实验，所有网壳在厂家都100%经过预拼装，但拼装时多是平躺着装，受力形式与立体装受重力不同，所以实际安装时仍有个别螺栓很难就位。
关于有机玻璃球，我们做了很多实验，但完整实验很难进行，一块有机玻璃板要花费二三十万元，赤道一圈15块板，很难1:1完整粘接实验。真正实施时，封闭聚合采用的一次性浇筑聚合方式，相对传统方法快，但应力大，容易有缺陷。赤道一圈周长约110米，竖缝约2.5—3米，共15个，一次注料长度达150米，某些点尤其是交叉处容易出问题，修理花费大量精力。一般有机玻璃有缺陷，表面可磨掉，深处可挖掉再嵌一块，然后再用本体聚合胶粘上，但我们这个修理过程与常规不同，因为是一圈固定不移动，常出现反复修理又裂开的情况，有些点前后维修时间甚至长达一年左右。修理后变成薄弱点，还得想办法补强，这是我们预料不到的，后来我们对容易开裂的地方进行了特殊保护。
记者：从大亚湾中微子实验到江门中微子实验室，是什么让您如此坚持开展中微子实验研究？
衡月昆：首先，从学科发展和科学意义来讲，中微子研究是当前的交叉前沿研究热点。中微子在宇宙中数量众多，又与标准模型相关，但很多基本科学问题尚未解决，具有重要科学意义。其次，做探测器非常有挑战，从原材料把控到生产安装工艺的严格把控，再到最终取得成果，越有挑战越有意思。做科学实验只有第一，没有第二，我们一直希望在科研项目中做到世界最好，探测器也得做到最好，因为它是实验的基础。
这个项目从2008年提出想法，历经10多年，是我所做的大型实验中周期最长的，现在终于建成，心里的一块大石头落地。（文/张浩洋图/谭熏清）
策划：谷江民 谢敏 统筹：王平强 王鼎强
