获奖项目：大亚湾反应堆中微子实验发现新的中微子振荡模式

　　主要完成人：王贻芳（中国科学院高能物理研究所)，曹俊（中国科学院高能物理研究所)，杨长根（中国科学院高能物理研究所)，衡月昆（中国科学院高能物理研究所)，李小男（中国科学院高能物理研究所)

　　推荐单位：中国科学院

获奖等级：国家自然科学奖一等奖

　　项目简介：

中微子振荡是一种新的物理现象，即一种中微子在飞行中自发变为另一种中微子。1998 年首次发现大气中微子振荡（对应于23），2002 年发现太阳中微子振荡（对应于12）。这两项成果被授予2015 年诺贝尔物理学奖。中微子振荡表明中微子有微小的质量，是超出粒子物理标准模型的目前唯一的实验证据。

寻找对应于混合参数13 的第三种振荡模式是中微子物理研究的必然，虽然有些理论预言其存在，有些理论预言其不存在（即13 =0）。13的大小关系到中微子物理研究未来的发展方向，并和宇宙起源中的“反物质消失之谜”相关， 也是粒子物理学28 个基本参数之一。大亚湾反应堆中微子实验项目组于2003 年提出了原创的实验方案，2011 年建成了国际领先的实验装置，2012 年在激烈的国际竞争中率先取得重大成果：发现对应于13的中微子振荡模式确实存在，并精确测得其振荡幅度sin2213约为0.09。

论文发表后，国际著名科学杂志和媒体等发表报道与评论上百篇。美国《科学》杂志将其评为2012 年十大科学突破之一，并称“如果大型强子对撞机的研究人员没有发现标准模型之外的新粒子，那么中微子物理可能是粒子物理的未来，大亚湾的实验结果可能就是标志着这一领域起飞的时刻。”该论文迄今被引用上千次，在2011 年以来的粒子物理论文中排名第三（前两名为发现希格斯粒子的论文）。“因在中微子振荡上的基础性发现与探索，揭示了超越甚至远远超越粒子物理标准模型的新前沿”，大亚湾实验合作组及其负责人与另外4 个实验组分享了2016 年度基础物理学突破奖。

大亚湾实验国际合作组由来自中国、美国、俄罗斯、捷克、中国香港和台湾的38 个研究机构、约270 名研究人员组成。其中约150 人来自境内单位，包括中国科学院高能物理研究所，北京师范大学，成都理工大学，东莞理工学院，华北电力大学，南京大学，南开大学，清华大学，山东大学，上海交通大学，深圳大学，西安交通大学，中国广东核电集团，中国科学技术大学，中国原子能科学研究院，中山大学等。

该项目只涵盖境内项目组的贡献，其中包括：1）提出了具有创新性的完整实验方案和探测器设计，精度超过以往实验一个量级以上，也大大超过同期国际上的同类实验。2）负责全部土建与通用设施，以及约一半探测器的研制（包括液体闪烁体，中心探测器钢罐，反射板，阻性板探测器，读出电子学与数据获取等，并参与台湾负责的3 米有机玻璃罐），而外方负责了另一半探测器的研制（包括有机玻璃罐，光电倍增管及其电缆、高压，水系统，自动刻度装置等）。3）发展了具有一系列创新的数据分析方法，获得了完整独立的物理分析结果，并唯一地被本推荐奖项的代表性成果论文所采用。

项目组在国际重要会议上获特邀报告近百个。项目组集体或主要完成人获得了基础物理学“突破奖”、美国物理学会“潘诺夫斯基奖”等国内外多个奖项。

大亚湾反应堆中微子实验的物理成果入选美国《科学》杂志评选的2012年十大科学突破

中微子探测器测量到的中微子数与预期中微子数的比值。虚线表示无振荡。红线为中微子振荡曲线的最佳拟合值