一刹那,是0.018秒。在若干个一刹那时间里(或可称为1/e时光),一粒质量很轻、干净又不带电荷的中微子,将被广东江门地下700米的中微子实验室有机玻璃球所捕捉,并被内里的2万吨液体闪烁体转化为光信号、被网架上4.5万只光电倍增管探测到,再转化成可放大千万倍的电信号。综合分析后,可获取中微子的能量、位置、时间等信息。
无数个这样的中微子质量分析测算过程,最终能确定中微子的质量顺序,找到物质与反物质不对称的奥秘,甚至人类自身的奥秘。
观宇宙、望星辰、辨世界、懂生命,是人类的梦想。
而如何找到发光效率更高、光稳定性更好的液体闪烁体,是中微子捕捉的三大核心难题之一。中国科学院高能物理研究所要求,闪烁体的光衰减长度不得低于25米(衰减长度越长,闪烁光在传输过程中越强、越容易被光电倍增管探测到。而液体闪烁体成分中的99.7%以上是烷基苯)。
为了达到这一指标,金陵石化黄爱忠创新团队通过无数次失败再继续的反复实验,使特种烷基苯闪烁体的光衰减长度达到了30米,突破了国外科学家预言的28米理论极限值,成为国家重大科学专项工程——江门中微子实验室液体闪烁体的“单一原料来源供应商”。
1月4日,首批160吨特种烷基苯通过陆路、水路联运方式,发往江门。截至1月26日,已发货近4000吨。在8月初工程开始采集数据前,每月还将供应数千吨。
核心难题已解决,是不是该松口气了?没有。春节放假前最后一天,黄爱忠研发团队成员仍在采样检测、关注氮封、对比分析……特供中的每一个环节,都关乎超洁净的各项指标。
2025年春节和平时每一个工作日一样,紧张有序、驰而不息。至此,黄爱忠团队的“中微子”研究时刻已持续19年。
1999年,时任质量管理处副处长的黄爱忠在对国内外烷基苯市场进行研判后,敏锐觉察到未来市场正酝酿一场巨变。兴趣使然,他着手对烷基苯进行再认识。业余时间,土设备,简陋实验室,一场当时无意、现在看来却是有准备的攻关战悄悄打响。那年,他31岁。
时间条拉回到中微子研究时刻第1年。2006年那个夏天特别热,金陵石化接到中国科学院邀请:一起对闪烁体进行攻关,目标为光衰减长度10米以上。在此之前,黄爱忠他们送去的样品检测结果为3到5米。不久,童玉珍、王翔、胡鹏程、秦杰等气质相投的兼职人员陆续加入,攻关进度大大加快。“有人可以商量,是一件十分愉快的事情。”黄爱忠后来回忆。他们定好闹钟,轮流躺在简易实验设备旁实行24小时不间断数据监测。
时间条拉回到中微子研究时刻第4年。2009年,388吨特制烷基苯产品交付中国科学院,用于大亚湾反应堆中微子实验。经检测,光衰减长度为16米,优于“不低于10米”的标准,达到当时国际最高水平。2010年1月,由质量管理处处长、质检中心主任调任供销处处长的黄爱忠,仍然没有放弃对特种烷基苯研发的“挚爱”,他将临时实验装置搭建在供销处“隔间”,悄悄做实验。
时间条拉回到中微子研究时刻第7年。2012年,在高光衰减长度液体闪烁体的加持下,大亚湾实验取得重大成果,首次发现了中微子第三种振荡模式,打开了理解反物质消失之谜的大门,位列2012年度全球十大科学突破之一。而金陵石化也荣获中国科学院高能物理研究所颁授的“工程重大贡献奖”。之后,以供销、质检两个部门为班底的兼职“科研杂牌军”日夜兼程,很快将实验室样品的光衰减长度提高到23米,为与中国科学院的再次合作奠定了基础。
时间条拉回到中微子研究时刻第8年。2013年,金陵石化再次接到中国科学院高能物理研究所邀请。这次,光衰减长度25米是基本目标,奋斗目标是28米。
时间条拉回到中微子研究时刻第14年。2020年,又是一个炎热的夏天,特种烷基苯研究进入从23米到25米的关键阶段。经过无数次摸索,温度、浓度、反应时间、设备转速等工艺不断优化,实验数据不断刷新。最终,洁净透明、能批量生产的金陵石化特种烷基苯脱颖而出,成为中微子项目的独家原料合作伙伴。
时间条拉回到中微子研究时刻第16年。为进一步满足实验要求,黄爱忠团队对特种烷基苯进行提纯精制再生实验。虽然不断有各种“小插曲”出现,但实验一直在向前推进。
时间条拉回到中微子研究时刻第18年。在金陵石化生产、油品、销售、技术、质量等部门的通力合作下,“产品不入罐、单独管线、水铁联运、罐体氮封”的科学实验条件进一步满足。年终,黄爱忠团队另外诸多重大攻关项目中结题5个。有人调侃:“一年一个‘油转特’”。这年,黄爱忠56岁。
19年不容易。项目从0到1、从无到有;闪烁体光衰减长度从5米到16米、从23米到25米再至现在的32.92米;光谱指标从不合格到现在的优良;人员从“光杆司令”到“草台班子”再到“正规军”;从“兴趣使然”到“家国情怀”,黄爱忠团队痛并快乐着。
和国家重大科研工程结缘,与中国石化“油转特”项目结伴,引领产业升级、为国民洗化生活作贡献,已成为团队使命。黄爱忠说,跨界不是目的,专心做好一件事才更有意义。
采访最后笔者问,有人称中微子为“阿飘”,你们怎么看?黄爱忠团队成员们都笑了:这个话题会引起更高的关注度,会让我们产生更高的能量,会推动科研工作向更高效的方向迈进。
(江苏工人报通讯员 岳彩凤 王莹 陈伟伟 袁宏桥)
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