港參與前沿基礎研究 量度兩種「口味」轉換強度
上次跟大家介紹了中微子（又稱微中子）（neutrino）這種質量微小、不帶電荷、不大跟其他物質「交往」的粒子。今天再多談一點這種粒子的另外一些特色，以及香港如何參與有關中微子的研究。
太陽中微子釋放量僅理論三分之一
前次提過科學家最先是從核子反應中偵測到中微子的存在。由此應該不難推想，我們的太陽也是不停地在放出中微子的，因為太陽正是藉由核聚變（nuclear fusion）這種核子反應而發熱發亮。研究太陽的科學家們也將中微子納入他們的考慮之內。
然而，縱使他們的理論看起來很不錯，跟其他有關太陽的觀測也很吻合，他們卻在計算太陽放出多少中微子的時候遇到了瓶頸：現實中量度到的只有理論預測的三分之一。
這是否代表我們對太陽的認識並不透徹？太陽的表面當然任由我們去觀測，但它的內核是否跟我們推論的大不相同？從太陽中心釋放的中微子比預期少，是否暗示太陽的中心停頓了？
三種「口味」 兩種「避人耳目」
從我們現在的角度看來，這個「三分之一」的差距不難理解：中微子其實就好像薯片一樣，有3種「口味（flavour）」，但神奇的是中微子會從其中一種口味變換成另一種。因此我們的理論還是正確地計算了太陽釋放出來的中微子的數量（也就是說太陽的中心好像還未有停頓下來），只不過我們所設計的觀測儀器只「捕捉」了其中一種口味：在從太陽到地球的旅程之中，一部分中微子轉變成另外兩種口味，因而避開了我們的耳目。
港大中大參與 成果超卓
這種奇妙的變換現象當然吸引了科學家研究的興趣，比方說各種「口味」之間的轉換有多頻繁？要量度這些變化，當然首先要有一個固定的中微子來源。香港的附近不正是有大亞灣核電廠嗎？核電廠利用核子反應發電的同時，也在不斷地放出中微子。
香港大學和香港中文大學，聯同世界各地的另外39間大學或科研機構，因利乘便在大亞灣核電廠附近設置了儀器，以量度其中兩種「口味」互相轉換的強度。這樣的實驗的原理也不難理解：在與核電廠距離不同的地點量度某種口味的中微子的多寡，就能知道它們之間的變換有多頻繁了。
不過，要準確地量度，就要多花點工夫：為了減低宇宙射線對測度的影響，這些儀器大多裝設於地底深處。位於加拿大的薩德伯里中微子觀測站實驗室（SNOLAB）由礦洞改建，距離地面甚至深達2,100米。
雖然大亞灣核電廠周遭的測量儀器沒有那麼深藏地下，這個利用大亞灣核電廠作科研的團隊仍能在2012年3月發表他們準確的量度結果，超越了不少世界各地的競爭對手。
小 結
前沿基礎科研有時得依賴我們有否看清自己的優勢：既然我們鄰近大亞灣核電廠，何不好好利用？誰說香港不能參與亮眼的基礎科研？ ■張文彥博士
作者簡介：香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後，決定追隨對科學的興趣，在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位，修讀理論粒子物理。現於香港大學理學院任職講師，教授基礎科學及通識課程，不時參與科學普及與知識交流活動。
逢星期三見報