印度*拟建有史以来最昂贵的基础科学设备

37年前，纳巴莫达尔开始了他的职业生涯，他在印度南部的一个金矿中捕获了一种叫做中微子的“幽灵般的”亚原子粒子。现在，作为孟买塔塔基金会研究所(TIFR)的物理学家，蒙达尔希望回到地下去回答中微子物理的下一个大问题。

最近，印度**批准了建造印度中微子观测站(ino)的计划，这是一个耗资2.44亿美元、长1200米的设施，位于印度南部的一座山脉之下。它的目标——确定三个中微子中哪一个最重，哪一个最轻——可能看起来很模糊，但它可以帮助解决物理学中的其他基本问题，比如中微子如何获得质量，它们是否是自身的反粒子，以及为什么宇宙中的物质比反物质多得多。

INO将与其他国家的新设备争夺中微子质量。“印度不会输掉这场比赛。”西班牙坎弗兰克地下实验室的研究员亚历山德罗·贝蒂尼说。然而，INO在与环境问题、毫无根据的辐射恐惧和官僚主义障碍的多年战争之后“姗姗来迟”。

INO是印度历史上最昂贵的基础科学设备，即使它达不到标准，也将对印度科学家产生深远影响。INO计划于2020年开始运营。这将是印度粒子物理学家重返地球的机会。在过去的25年里，他们中的许多人分散在世界各地。此外，INO团队还计划将该设备从中微子推向其他领域，例如寻找暗物质。印度科学技术部长维贾亚拉哈文(K. VijayRaghavan)表示，INO将“改变印度物理学的现状，并带来全球影响”。

中微子是由恒星、核反应堆和粒子加速器产生的，当宇宙射线碰撞到高层大气时。它们只能通过微弱的力与其他物质相互作用，因此很难被发现。此外，由于宇宙射线在地球表面湮灭中微子信号，物理学家不得不在地下研究这些粒子——它们可以悄悄地穿过数千米的坚硬岩石。

印度处于中微子研究的前沿。1964年，一个TIFR团队在该国南部的科拉尔金矿区首次发现了大气中产生的中微子。1992年，矿井关闭，印度高能物理学家开始在海外寻找研究“天堂”，如费米国家加速器实验室和欧洲核研究中心。

但是蒙达尔和其他出国的同事决定回到祖国。他说，大约在2001年，“我们开始考虑我们会在哪里产生影响。”他们选择返回印度建造一个超大型的科拉尔探针:一种铁量热计，可以探测一种叫做μ子的带电粒子。当μ中微子(三个中微子之一)与铁原子核纠缠在一起时，就会产生这种粒子。

如果能够足够精确地计算出大气中产生的μ中微子，INO物理学家将能够确定这些中微子的质量等级。在经历了一个叫做中微子振荡的过程后，中微子可以从一种类型变成另一种类型，这个过程取决于它们的质量差异。从这种振荡中，物理学家知道两个中微子的质量彼此接近，而另一个明显不同，但他们不知道是两个重中微子和一个轻中微子，还是相反。通过比较μ中微子和μ反中微子的形变，ino物理学家希望找到答案。

但是这可能需要一个非常大的探测器。INO的热量计重50，000吨，长48米，将是在建的同类产品中最大的。夹在140块铁板之间的30，000多个薄玻璃电阻板室将能够探测μ子并测量它们的特性。由于其巨大的规模，现有的矿井目前无法容纳它，因此设备需要一个专门设计的洞穴。

印度地质调查局建议INO团队在泰米尔纳德邦勘探一座花岗岩山。但是当地森林官员反对这项提议，因为这座山位于老虎保护区的边缘。经过长时间的僵持，INO团队在2009年“失败”，地质调查局提出了他们目前的位置，也在泰米尔纳德邦。他们再次遭到当地社区的强烈反对。

村民们担心INO会产生“人造中微子”，其放射性会使人和牲畜生病。蒙达尔提到，当时有传言说*将在INO倾倒核废料。他的团队开展了一系列的宣传活动，并把目标锁定在当地的教授和大学生身上。"如果这个概念能传达给学生，他们就能和父母交流."他说。科学家也可以获得好处:工厂员工将主要受雇于当地。

蒙达尔的团队最初希望INO能在2012年完工并投入生产。8年的延迟开启了其他中微子质量研究设备的大门，如中国江门地下中微子观测站以及美国和日本的NOνA实验。但是不管发生什么，蒙达尔坚持认为印度会赢:“一个大型科学项目将激励年轻人热爱科学。”