山东大学中微子团队成员王萌教授（右二）、黄性涛副教授（右一）、吴群教授（左二）、焦健斌副教授（左一）合影
粒子物理学在破解宇宙与生命之谜中具有特别重要的地位。该研究领域的每一项重大进展都具有挑战性。日前，大亚湾实验以5.2倍标准偏差的置信度（>99.9999%）测得中微子混合角θ13不为零，首次实验发现了中微子的第三种振荡模式。尘封多年的“θ13之谜”，终于揭开了它神秘的面纱。山东大学王萌教授带领的中微子团队在大亚湾实验中做出了重要贡献。记者带着“何谓θ13？”“为什么要破解中微子振荡之谜？”“山大学者在发现中微子的第三种振荡过程中做出了哪些主要贡献？”这些萦绕在心中的疑问采访了山东大学中微子团队。
共同揭秘θ13
山东大学中微子团队带头人王萌教授
42岁，带着一副近视眼镜，温文尔雅的王萌教授以及他所带领的团队成员接受了采访。他们用科普性的语言介绍了大亚湾实验的情况以及山大中微子团队在实验中所做的重要贡献，解开了萦绕在记者心中的各个谜团。
人们都知道世界是由“物质”组成的，根据“大爆炸”理论，世界上还应该有一种“反物质”。但是我们现在只看到“物质”而看不到“反物质”。中微子实验是一项国际前沿领域的科学研究课题，大亚湾反应堆中微子实验测得中微子混合角θ13不为零，发现了中微子的第三种振荡模式，就有可能解释宇宙大爆炸理论所提出的“反物质”失踪之谜。美籍华裔科学家丁肇中教授的太空探测实验致力于寻找“暗物质”和“反物质”。大亚湾实验则相反，其探测结果有可能通过进一步的实验设计验证宇宙大爆炸一百四十亿年以来“反物质”已变成“物质”，从而有可能解释宇宙中为什么不存在“反物质”。
大亚湾实验是第一个由我国主导开展的基础科学前沿的大型国际合作研究项目，也是中美首次在高能物理实验领域进行的全面合作，重点在大亚湾建立三个地下实验厅对中微子混合角θ13进行高精度的测量，寻找中微子的第三种振荡（振荡幅度sin22θ13）。为取得精确的实验结果，来自美国、俄罗斯、捷克以及中国40个科研单位的约250名研究人员一起在大亚湾不分昼夜地对实验数据进行分析。“天道酬勤”。经过无数次的运算，科研人员们发现θ13不为零，并以超过5倍的标准偏差确定sin22θ13不为零，使得大亚湾的实验抢在日、韩等国之前，发现了中微子的第三次振荡。
目前，大亚湾实验仍在继续，并通过积累数据量来减小sin22θ13的统计误差，进一步提高实验精度，同时开展超新星中微子等其他相关研究。
真诚奉献
团队成员接受记者采访
参与这次实验的山大中微子团队是一支年轻且具有巨大潜力的科研队伍。团队成员由王萌教授、黄性涛副教授、吴群教授、焦健斌副教授组成，平均年龄只有37岁。
山东大学是大亚湾实验中中方离线软件系统研发、实际操作的核心力量。团队成员在整个离线系统及其子系统离线核心软件的设计开发与实际运用中做出了重要贡献，同时参与了在线数据获取系统以及物理分析等方面的工作。
团队带头人王萌在中科院高能所攻读研究生和在德国波恩大学攻读博士期间，参加了离线软件系统、在线系统等方面的研究工作。在大亚湾实验之前，他主要研究粒子物理实验方法与技术，先后参加了北京谱仪（BES ）I、II、III、L3、ZEUS、ATLAS等加速器粒子实验。由于具有硬、软件方面的工作经验，在大亚湾实验中，王萌担任离线系统中方总负责人。谈到为什么参与大亚湾实验，王萌说：“国际上的高能物理研究人员要么做对撞实验，要么做非对撞实验，我个人觉得大亚湾中微子实验很具有挑战性，探测中微子振荡能够使人类认识宇宙的物理规律，具有很大的吸引力。”2009年，王萌加盟山东大学，并受聘山东大学“泰山学者”特聘教授。
作为离线系统中方总负责人，王萌领导团队成员与美国团队合作，设计开发了离线软件系统。开发离线软件系统后，王萌与黄性涛用带有中国传统色彩的神话人物——“女娲”（NuWa）为其命名。巧合的是，后来他们得知“女娲”一词在日语中竟然表示“啊，中微子”的意思。为了实现实时数据迁移、快速数据处理和数据质量监控等功能，他们设计部署了由小规模计算机集群（30核，10 TB）、各种专用功能服务器及“女娲”系统等构成的大亚湾现场离线计算环境。为了使大亚湾实验数据能够实时、高效地以260 GB／天的数据量传输到中方研究中心北京高能所及美方研究中心美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL），王萌与美方合作部署实现了从大亚湾现场到北京高能所及美国LBNL的数据传输系统。为有序处理实验数据，方便内部管理，他还组织安装建立了合作组成员管理数据库、软件协同开发管理环境（subversion, trac）、协同内容管理的内部网站（twiki）等各种基础应用软件。
山东大学粒子物理研究领域在离线核心软件的设计、开发方面的优势使山大接手了离线软件的设计与开发工作。黄性涛，从2000年起从事北京谱仪（BES）实验的研究工作。2006年底，黄性涛从美国回到山大，和焦健斌一起开始了大亚湾实验的离线核心软件框架的设计与开发工作。2007年，黄性涛代表山东大学申请加入大亚湾实验合作组，并获批准。从此，山东大学开始正式加入大亚湾反应堆中微子实验国际合作组。黄性涛成为是大亚湾离线核心软件开发的中坚力量。2007年8月，黄性涛担任中方离线核心软件系统负责人，并与中科院高能所和美方成员一起提出了大亚湾实验以GAUDI为底层软件框架，完成了DybGaudi核心软件系统的设计与开发。当时对离线核心软件有多个选择，中方考虑到从零开始任务艰巨，便构想将现有软件转移到GAUDI框架下，满足物理需求，并与美方人员沟通交流，提出我们设计框架的优越性。最终，中美双方对现有软件框架达成了一致。
在国外求学的吴群先后参与了欧洲核子中心的NOMAD实验，美国费米实验室的MINOS、MIPP实验。2007年，吴群在美国伊利诺依理工大学做博士后研究期间，跟随其博士后导师Christopher White（美方电子学与数据获取系统总负责人）参与了大亚湾实验中的电子学与数据获取方面的工作，并与高能物理研究所、清华大学、中国科学技术大学合作进行了前端电子学的设计方案优化、测试，基于VME总线的RPC（Resistive Proportional Chamber）的在线数据获取软件开发等；在美国劳伦斯伯克利国家实验室独立建立光电倍增管的电子学读出系统，与实验室成员合作进行光电倍增管和其电子学读出系统的联合调试，提出了优化方案并被采用。为加强山大中微子团队力量，2012年1月，吴群作为“985”学术骨干被引进山东大学。
从本科到博士都在山大求学的焦健斌，从2004 年开始参与北京谱仪实验，期间，主要从事 (2S)有关重子衰变的研究以及北京谱仪III的物理分析工作。由于具有北京谱仪III物理分析的工作经验，焦健斌主要承担大亚湾反应堆中微子实验的物理分析工作。
携手并进
大亚湾实验与山东大学“结缘”原因有二个。其一，由于山东大学粒子物理的学科优势。山东大学是国内高校中较早开展粒子物理的单位之一，一直保持着良好的学科优势。1981年被批准为首批高能物理专业博士学位授权点；2007年增列为国家重点学科；2011年被批准筹建教育部重点实验室。山大粒子物理学科根据“国际大科学”特点迅速发展与国内外著名高能物理研究中心的合作关系。20世纪60年代曾与前苏联杜布纳联合原子核研究所合作进行高能核反应机制的研究，1980年起分别与美国费米实验室及欧洲核子研究中心建立了合作关系，1989年起参加了北京谱仪实验的建设和研究工作，1997年起，参加了欧洲核子研究中心的LHC上的ATLAS实验，2007年加入大亚湾实验，并将中微子物理研究作为粒子物理的一个重要研究方向。当时，大亚湾实验刚刚起步，中科院高能所与在高能物理研究方面颇具优势并有一定合作基础的山大“牵手”是一个双方共赢的选择。
其二，是因为山大中微子团队有着深厚的学术渊源。从学校层面看，山东大学粒子物理学科有着强大的学科优势，曾参与过强子对撞机实验。从团队层面看，王萌毕业于德国波恩大学，有着从事离线软件工作和跟随丁肇中教授从事在线系统工作的经验。黄性涛和焦健斌曾参加过北京谱仪III实验，黄性涛曾是北京谱仪III实验中核心软件系统设计与开发的主要力量。吴群的导师是大亚湾实验美方电子学与在线数据获取系统总负责人。这一切为山大中微子团队参与大亚湾实验奠定了基础。
团结协作
高能物理实验各方面是彼此关联的有机体，需要大家合作完成。提及团队合作，王萌说：“大亚湾实验时间紧，任务重，国际竞争大。不仅如此，在大亚湾实验站内部的中美双方也有竞争，大家都是在竞争中合作的。每周五8点到9点中美双方都要召开视频会议，商讨研究实验的进展情况。”
“一滴水只有放进大海里才永远不会干涸，一个人只有当他把自己和集体事业融合在一起的时候才能最有力量。”吴群经常往返于研究中心和大亚湾现场之间，陆续在大亚湾实验现场从事实验安装、调试等工作大约1年左右。谈及感受，吴群说：“实验成功是集体智慧的结晶。大亚湾所有工作人员都为此付出了辛勤努力，耗费了大量心血。实验中，为了尽早得到实验数据，每个环节的工作人员都在加班加点地工作。”山东大学中微子团队成员参与了该实验的不同环节，为了尽快取得理想数据，经常会看到他们晚上挑灯夜战或者节假日在办公室加班的身影。
韦伯斯特曾说：“人们在一起可以做出单独一个人所不能做出的事业；智慧、双手、力量结合在一起，几乎是万能的。”山东大学中微子团队成员和大亚湾合作组成员之间有着很好的交流和合作。比如，在真实数据流模拟的样本混合方法上，王萌提出设计理念，黄性涛确定软件方案，然后中国科学院的一位博士生在黄性涛的指导下进行具体的软件设计。对真实数据流模拟样本混合的软件设计，中方方案与美方方案比较，二者虽有交集，但最后还是选择以中方方案为主导，这便是团队合作的结晶。
学术思想要经常碰撞才能产生“火花”。为此，山大中微子团队每周二召开学术研讨会，大家相互学习，交流学术思想，谈论学术进展情况。深知工作有张有弛，才能发挥每个团队成员的最大潜能，每天下午四点，王萌教授都会组织一个“茶歇”时间，大家在品味茶香之余，沟通交流一些日常生活和科研进展情况。
健步前行
“雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。”中微子物理是山东大学粒子物理学科发展的一个重要方向。山东大学将继续发挥在离线数据处理和软件设计开发方面的优势，为大亚湾实验的继续进行做出贡献。目前，王萌教授正领导山大团队参加大亚湾“973” 新项目的申请，该课题研究的主要目标是提升目前离线计算环境的硬件和软件性能，以满足持续积累数据、优化数据与物理分析的需求。山东大学还将积极在大亚湾实验上开展具有特色的物理分析。此外，大亚湾二期实验也在酝酿中，其主要物理目标是确定三种中微子的质量大小次序，并开展中微子电荷宇称破坏、地球中微子等研究，而山东大学也必将作为核心力量之一参与其中。
伽利略曾说过：“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”自然界给予我们探索真理的无限空间。目前，年轻的山东大学中微子团队正在探索宇宙起源的道路上健步前行。他们身上，体现着一种特殊的“味道”，科学的严谨与生活中的自然浑然结合在一起。在他们身上，我们看到了山大人朴实无华的精神和执着探寻真理的傲然风骨。
