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大亚湾中微子实验国际合作组继发现中微子振荡新模式，从而获颁2016年基础物理学突破奖(Breakthrough Prize in Fundamental Physics)后，再通过分析累积共217天逾300,000粒从反应堆产生出来的中微子，成功以前所未有的精确度（误差少于1%），量度出其能量分布。两个实验数据与理论出现十分显著的差异，为将来的中微子实验提供了新基础。有关结果已刊载于最新一期的权威国际期刊Physical Review Letters。香港中文大学物理系的研究团队亦参与了大亚湾反中微子探测器能量校准的工作，为这次发表的测量作出贡献。 

中微子无处不在且数量十分庞大，由宇宙大爆炸至今亦然。它不但会于太阳内的核反应中产生，亦由宇宙射线与大气层发生反应而来。即使科学家早已从理论中预测到中微子的存在，但中微子十分微小，而且鲜与其他物质发生反应，因此探测中微子在以前是被认为不可能的。在1950年代，由研究核反应产生出来的粒子中，中微子才首次被侦测出来。由于核电厂内的核反应是受控的，恰好成为研究中微子的有力工具。在国际间，不少反应堆实验自此应运而生，当中包括大亚湾中微子实验，开启了研究中微子及其「振荡」特性的大门。 

本港研究团队一直积极参与大亚湾实验，由中大物理系朱明中教授担任首席研究员，成员包括中大及香港大学的师生。团队负责其中三个子系统，更于香港仔隧道内的地下实验室自行设计及建立探测器，以研究宇宙射线及支援大亚湾实验。 

一直以来，这些实验都必需要先知道核反应究竟产生了多少中微子，以及其能量分布，才可对数据作出分析。但科学家仅能根据他们对核反应的理解建立理论模型，用以估算出那些资料。因此，实验结果都十分取决于理论模型有多准确。为了解决这个问题，大亚湾合作组自2004年起筹划并建成了新的探测器，又采用了独特的分析方法和能量校准方法，不仅量度中微子的数量，更可在毋须预设理论模型的前提下量度中微子的能量分布。 

当研究人员比较实验结果和理论估算的差异，便发现在5MeV这个能量值的中微子数量比估算多逾10%，这个差异远大于实验的误差。大亚湾中微子实验国际合作组联席发言人陆锦标博士表示：「实验与估算的差异表示现行的理论需要改善。」合作组联席发言人及江门地下中微子实验(JUNO)合作组副发言人曹俊博士指出：「通过获取更多的数据和更好地了解探测器的反应，我们期待进一步改善量度出的中微子能量分布谱图，亦为下一代的反应堆中微子实验提供不可或缺的数据基础。」朱明中教授亦指出：「这次发现突显了中微子物理尚有很多待解之谜，亦很可能是基础物理新突破之处。」 

在大亚湾实验中，所有能量的中微子总量比理论模型的预测少了6%，这发现与以往其他的实验结果吻合。这个仍具争议的差异被命名为「反应堆中微子异常(Reactor neutrino anomaly)」，它也许是出自理论模型本身的问题，也许是源于一个更有趣的解释－中微子中还有我们尚未发现，但在理论上容许存在并为暗物质之一种的「惰性中微子」。 

大亚湾中微子实验背景

大亚湾核电站位于中国广东省沿岸，距离香港约55公里。它包括了六个水压式反应堆，每个反应堆能产生高达2.9GW的能量，同时每秒产生约35亿兆粒电子类中微子。在这次发表的实验结果中，大亚湾实验使用了其中六个距反应堆360米至1.9公里的探测器的数据，每个探测器均载有约20吨含镉液态闪烁体来捕捉反应堆中微子。