深圳，大亚湾，排牙山。
壁灯照亮两公里长的隧道。电瓶车轻盈地行进。背后不到1000米，就是世界上第二大的核反应堆群。从核电站铀棒爆发出无数不受羁绊的粒子，飞进我们的身体又穿出。对于它们，人体感受不到，花岗岩也等于是虚空。
隧道的尽头分布着三座物理宫殿。最精密的科学仪器在山体遮蔽下，正揭示中微子的变身秘密。
建设中的实验大厅
穿越隧道，置身于中微子实验大厅，会让人自然又自豪地想起——
2012年3月8日，一个值得中国科技界铭记的日子。
下午2：15，一个让中国物理学人激动的时刻。
大亚湾中微子实验国际合作组发言人、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳，在高能所的报告大厅宣布，科学家们发现了新的中微子振荡模式，且实验达到了前所未有的精度，测得第三种中微子振荡模式的振荡幅度为9.2%，误差为1.7%，无振荡的可能性只有千万分之一。
报告大厅里掌声雷动。见证这一历史时刻的诸多人士中有不少中国物理学界的大家，包括中国物理学会理事长詹文龙、中国高能物理学会理事长赵光达等10多位院士。
4月27日，论文《大亚湾中微子实验发现电子反中微子消失》在美国《物理评论快报》正式出版发表。文章执笔者和通讯作者都是中科院高能所的研究员曹俊。
中微子第三种振荡的确认，引起了物理学界的兴奋，许多人认为这是半个多世纪以来中国人最重要的实验物理学成果。大亚湾畔这条狭长的山洞，已被看做通向物理学重大问题——正反物质不对称之谜的一条关键通道。
中微子有三种振荡模式，至今唯有第三种，还在和全世界的物理学家们捉迷藏
在大亚湾实验基地，所有人头戴的安全帽上、科学家的工作服上，都写着“θ13”——它是“洞”里的主题词。
中国科学家此次的成就，就是把θ13算得很准——8.8度，误差为正负0.8度。
隧道旁的一座小楼里，设有实验基地的控制室。白色的演示板上，勾勒着的一个卡通形象：“θ13”挥着手，出现在研究者面前说：“终于见到你们了，真好！”
θ13之所以成为全世界物理学家瞩目的焦点，是因为它描述了中微子三种振荡模式中唯一一种还未被确认的模式。
中微子是个高深莫测的家伙，80年来，一直在挑战人类的认识能力。
人类在19世纪初已经认识到“建造”物质世界的“砖块”叫原子，共有100多种。到20世纪初科学家们进一步发现，原子都是由质子、中子和电子的不同组合构成的。待到今天，科学家们又发现，质子、中子和电子还不是基本的粒子，构成它们的是更小的夸克和轻子。其中夸克有6种，轻子也有6种。这12种粒子才是物质世界最小的“砖块”。
中微子属于轻子，共3种。它不带电，极其微小，以光的速度飞行，且身怀“变身术”。无论在微观的粒子世界，还是在宏观的宇宙起源及演化中，中微子扮演的角色都非同一般。
人类的这一认识，经历了漫长的探索历程。
1930年，有科学家在实验中发现，中子在衰变成一个质子和电子的时候，轨迹和能量都有点奇怪，一小部分能量不知所踪。3年后，奥地利著名物理学家泡利展开了大胆的猜想：或许是一个探测不到的粒子带走了能量？它不带电，也不跟别的粒子反应……
另一位物理学大师费米索性给这个想像中的中性粒子起了个名，叫Neutrino，“-ino”是意大利语，表示“小”的词根。中微子就是“小的中子”。
但泡利也觉得自己的设想过于荒诞：一种无法探测的粒子！他以一箱香槟酒作赌注，认为没有人能观测到中微子。
20年后，物理学家莱因斯和考恩向“无法探测”发起了挑战。他们把美国一个新建的核反应堆作为中微子源，用装有氯化镉溶液的容器来捕捉中微子。他们预计，中微子跟质子碰撞后的一系列反应，会引起闪光。
果然，物理学家观察到了闪光。
正在欧洲开会的泡利听到这个消息心里一惊。
泡利是讲信誉的。他特地买了一箱香槟，跟其他与会者一起分享。
其实，中微子难与别的粒子反应，但不等于不反应。只要用巨量的中微子去撞击巨量的“靶粒子”，还是会有反应的样本。后来的中微子实验都基于这个道理。
核反应堆以外，太阳内部的聚变、超新星爆发、宇宙射线撞击大气、地球上的放射性衰变……这些全都能产生中微子。而地球上包围着我们人类的中微子，绝大部分来自于太阳。根据理论，聚变的能量要很久才能传递到太阳表面，而聚变产生的中微子即刻闯出太阳，以光速到达地球。
上世纪60年代末，美国物理学家戴维斯想出了一个探测太阳中微子的办法。他在美国一个地下1500米的废金矿里，安置了一个装有近40万升四氯乙烯的储液罐。四氯乙烯是一种用来洗衣服的很便宜的原料，特点是单位体积内中子含量极多。
戴维斯估计，从太阳来的中微子会让中子变成一个质子。氯-37就变成了有辐射性的氩-37.根据辐射性的氩原子的数量，就知道吸收了多少中微子。实验的结果是，这套装置在一年中差不多吸收了180个中微子——只有先前理论预言的1/3.
其他2/3的中微子到哪里去了呢？
事实上，在泡利喝掉香槟不久，科学家们在60年代就发现中微子分两种不同类型。对应于电子和缪子（后者可看作L号的电子），中微子也分电子型和缪子型。到70年代，科学家们又发现还有XL号的电子——陶子，以及对应的陶子型中微子。
有一些科学家猜想：会不会是太阳中微子在迁移中，变成了另一种不同的中微子呢？或许戴维斯测量的只是其中一种。
1998年，日本的超级神岗通过实验大气中微子证实了这一猜想：太阳中微子的确在迁移中变成了3种中微子的混合型——中微子是可以变身的。
一种中微子变成另外一种，就叫做振荡。3种振荡的量化描述，就是θ12、θ23和θ13.而θ12和θ23已经被科学家们通过大气中微子和太阳中微子实验测量到了。
唯有代表第三种振荡模式的θ13，还在和全世界的物理学家们玩捉迷藏。
测量出θ13，也就成了大亚湾实验以及其他同类实验的奋斗方向。
“寻找θ13，简单来说就是看看从反应堆中出来的中微子（好比是100匹马），跑了一段后还剩多少个，其它的变成了牛，变成了羊，探测器看不到。”大亚湾实验项目副经理、最终论文通讯作者曹俊说。
在大亚湾分布着远近不同的探测器。如果不存在振荡现象，研究人员在远点和近点观察到的中微子数量不会相差太多；而如果相差很大，就说明θ13不为零。
世界物理学界等待着最终的结果：如果θ13接近零，那么全世界研究中微子的科学家们将感到迷茫；他们的未来计划，包括理解宇宙中物质—反物质的不对称现象，探索反物质消失之谜，就将全盘落空。
选址勘测，科学家们看中了深圳大亚湾核电站旁边的一座小山
2003年秋，大亚湾的排牙山脚下，时任中科院高能物理研究所所长助理的王贻芳与杨长根、马宇蒨来考察。
这一年，随着国际上对中微子研究前景的看好，俄罗斯、法国、美国、日本、巴西和韩国等国相继提出8个θ13测量方案。有科学家提出把探测器安装在核潜艇里的方案，既可利用核反应堆的中微子，又可利用海水的屏蔽作用。而多数科学家提出的方案都是在核电站旁进行地下实验，原因是在探测中微子时能够高效地屏蔽宇宙射线干扰。
中科院高能所研究人员把握住这一动向。王贻芳、曹俊拿出自己的“百人计划”人才基金，加上高能所特批的一百万元，开始中微子实验的选址勘测。
也是在这一年，有一位在美国加州大学伯克利分校工作的香港人陆锦标，曾对人说过，中国深圳大亚湾核电站旁边有座小山，大概可以为中微子实验提供一个理想场所。
王贻芳等人在网上查看了大亚湾附近的地形，感觉的确很好。
热情的大亚湾核电站领导委派副总工程师钱锦辉接待了王贻芳一行，他耐心地介绍了核电站的情况，并陪同王贻芳一行登上了排牙山。
极目远望，蓝天白云，平静的大海上波光粼粼。这里紧挨着核电站的反应堆。高能所的人对核电站旁边有这样一座花岗岩的小山倍感亲切。苍天是不是在眷顾中国高能物理学界？
“核电站在发电时，会产生大量中微子，反应堆功率越大，释放中微子越多，测量精度越高。”王贻芳介绍说，“我们考虑在大亚湾核电基地建实验室，因为大亚湾核电站功率高，是世界第二；同时大亚湾和岭澳两个机组附近均有山体，在山体下建实验室，可利用其岩石覆盖有效屏蔽宇宙线本底对实验结果的干扰。”
如此优越的实验地点，在世界其他地方是很难找到的。
其实，在登上排牙山之前，王贻芳已勾勒出实验蓝图，在参加高能物理学界的各种会议时，他将设想告诉了国际同行。
王贻芳将实验设计成多个中微子探测器模块。不建造一个大的整体探测器（一般认为只有体积大才能提高探测的精度），而是做成几个小的、模块化的探测器，这是中国人的首创。它不仅便于实验中探测器的远近点交换，而且也减小了探测器的体积，可使隧道截面不至于过大，便于安装。
事实证明了这个想法的有效。大亚湾的工程建设虽然在完工时间上晚于韩国，但探测器体积小，在洞外已安装完毕，运到地下大厅，稍加调试就可以取数工作。而韩国却要将各种零部件拆解后运到地下，并且在地下组装，这无形中耽误了不少时间。
大亚湾实验也是全球实验中唯一采用同一实验室多模块探测器的中微子实验。其结果是使实验误差降低了“根号n倍”——在远点设计安装了4个探测器，使探测误差降了2倍，在近点设计安装了2个探测器，使误差降低了1.4倍。
大亚湾中微子工程的立项十分艰苦。最开始，王贻芳四处游说这个项目。但有人告诉他：“仅凭你个人一说，国家就敢给你投钱？”
王贻芳意识到要有专家们的认可和推荐。2005年4月，香山科学会议专题讨论“中微子振荡与反应堆中微子实验”。院士、专家讨论的中心就是在中国建大亚湾中微子实验的问题。王贻芳详细介绍了有关大亚湾中微子实验的全部设想。相关课题组的研究人员也在会上做了报告。
中国物理学界的多位重量级人物，高能所的多位院士云集一堂，提问，回答，讨论，再提问，再回答，再讨论。两天后，与会者一致支持进行中微子实验。
听说大亚湾实验设计独特，加上环境得天独厚，美国能源部主动放弃了自己的两个实验方案，转而加入中国的大亚湾实验。这也是美国高能物理在海外的第二大投资。
很快，在王贻芳等人的联络下，大亚湾项目成了一个有7个经费来源，合作单位达38个，250位科学家参加的大科学工程。
大亚湾实验得到了科技部、中科院、国家自然科学基金委、广东省、深圳市和中国广东核电集团的支持，6家单位共同出资1.57亿元人民币，加上美国能源部出资3400万美元（折合项目建设经费8000万人民币），大亚湾中微子实验成为中国基础科学领域最大的国际合作项目。
其中中广核集团出资3500万元，开了中国企业赞助基础科研的先河。
“大亚湾实验开创了国家、地方政府、企业及国际合作共同支持基础研究的先例。”高能所原所长陈和生院士说。
