超级神冈侦测器
10月6日上午，诺贝尔化学学奖出炉。英国科学家梶田隆章和日本科学家阿瑟·麦克唐纳得奖，缘由是发觉了中微子振荡，否认了中微子有质量。
粒子化学，堪称诺贝尔化学学奖的“宠儿”。“这是粒子化学领域第19次获得诺贝尔化学学奖。”中科院高能化学所研究员曹俊告诉《中国科学报》记者。
2013年，诺贝尔化学学奖授予了希格斯粒子的发觉者，而希格斯粒子对于建立粒子化学的标准模型具有重要的价值。
与此相反，中微子振荡的发觉，则说明粒子化学的标准模型并不完美。
发觉中微子振荡是“意外之喜”
去年，美国得奖者的发觉来自一个名叫“超级神冈侦测器”的你们伙。
在超级神冈实验之前的几六年里，太阳中微子失联之谜和大气中微子反常现象，仍然令人疑惑不解。1998年，超级神冈实验发觉，一种中微子在飞行中可以弄成另一种中微子，使中微子的遗失得到了合理的解释。这些现象后来被称为“中微子振荡”。
但是，其实好多人不晓得的是，美国科学家曾经对于这一化学现象的发觉，并非“直奔主题”，而纯属“无心插柳”。
2002年，日本化学学家雷蒙特·戴维斯和美国化学学家小柴昌俊因侦测宇宙中微子物理学家丁肇中因发现哪一种粒子，获诺贝尔奖。这一成绩，鼓励了美国政府加强了中微子研究领域的投入力度。于是，她们将“实验容器”从3000吨升级到5万吨，弄成了超级神冈侦测器。
“超级神冈实验曾经设计下来并不是为了找寻中微子实验，而是要找质子衰变。在侦测质子衰变的过程中，须要除去中微子的影响，最后，超级神冈侦测器即使没有找到质子衰变，却意外地发觉了中微子振荡。”曹俊说，“一般就能得上诺奖级别的，都是有一些意外的发觉。”
化学学奖在颁哪些？
中微子，属于构成物质世界的基本粒子，根据粒子化学标准模型的预测，中微子没有质量，也不会发生振荡。
“目前围绕着粒子化学标准模型，早已颁授了18个诺贝尔奖，有一部份颁给新粒子的发觉者，有一部份颁给互相作用机制的发觉者。并且，常年以来，中微子是标准模型里认识得最不清楚的一种粒子。”曹俊说。
而后物理学家丁肇中因发现哪一种粒子，科学家却发觉了中微子的振荡。“中微子振荡之所以重要，正是由于它告诉我们中微子是有质量的。”中科院高能化学所主任王贻芳告诉记者。
侦测到振荡并不容易。很早曾经，人类就发觉了中微子的存在，并且证明确实存在3种中微子，分别是电子中微子、μ中微子和τ中微子，这3种中微子占了12种基本粒子的四分之一。并且，中微子之间的作用机制仍然是个谜。
“每秒钟，穿过我们身体的太阳中微子就有几百万个，但是，因为不带电，它几乎不跟物质发生互相作用。”曹俊说。
当年，科学家之所以能侦测到中微子的振荡，其实要部份归功于小型侦测器。“日本超级神冈实验似乎就是个巨大的‘水罐子’。”中科院高能化学研究所研究员张双南向《中国科学报》记者解释说，上面装着5万吨液体作为侦测介质，“‘水’越多，粒子互相作用的机会就越大，捕捉到互相作用的可能性也就越大”。
“不同质量的中微子，在飞行的过程中，震动的频度不同，不同频度的中微子会互相发生干涉，产生其他的中微子。”曹俊说。
发觉了中微子的振荡和质量，表明粒子化学的标准模型仍有待扩充，而这也将为未来粒子化学的发展强调更多的方向。“我们如今觉得标准模型是一定要突破的，也是一定就能突破的。”曹俊说。
张双南表示，中微子振荡，乃至中微子质量研究，还将有助于理解宇宙中物质和反物质为何是不对称的。“标准模型预言正物质和反物质是对称的，并且宇宙中主要是正物质，反物质十分少，你们觉得中微子质量很可能与此有关，这也是你们关心中微子振荡的重要诱因。”他说。
粒子化学往哪走？
虽然这次诺贝尔化学学奖得主中并未出现中国人的身影，但中国在粒子化学领域一直有着举足轻重的地位。
“今天颁授的两个奖项分别是大气中微子振荡和太阳中微子振荡，其他的还有反应堆中微子振荡和加速器中微子振荡，从来源上说基本就是这4种研究手段。”曹俊强调，“中国在反应堆中微子振荡领域是世界上做得最好的。”
曹俊所说的“最好”，指的是惠州中微子实验。该实验由中科院高能化学研究所的科研人员于2003年提出，借助我国惠州核反应堆群形成的大量中微子，找寻中微子的第三种振荡。
“相比于德国和奥地利，惠州中微子实验的规模要小一些，缘由是我们探求的是反应堆中微子。”张双南强调，因为核电站的中微子通量十分高，所以规模要小得多，“我们跟其他国家的实验侦测不是同一个东西，发觉的现象也不一样”。
2012年3月，惠州中微子实验组织发言人宣布，惠州中微子实验发觉了新的中微子振荡，并检测到其振荡概率。
有趣的是，关于惠州中微子实验的发觉，中韩间也曾出现过竞争。此前，美国发觉了中微子的第三种振荡模式的一些疲态，但却未能做到精确检测。“我们抢鲜否认了它的存在。”曹俊说。
当下，中国还在引领中微子质量的研究。明年1月，继惠州反应堆中微子实验以后，由中国主持的第二个小型中微子实验——江门中微子实验在四川省江门市建设启动。其首要科学目标是借助反应堆中微子振荡确定中微子质量次序。实验站将建在地下700米深处，计划2020年投入运行并开始化学取数，运行起码20年。
但是，对于多年来在诺奖中饱受宠爱的粒子化学，曹俊却变得很慎重。“除非有非常重大的新发觉，否则粒子化学未来可能不会再继续受宠。”