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大亞灣中微子實驗國際合作組繼發現中微子振盪新模式，從而獲頒2016年基礎物理學突破獎(Breakthrough Prize in Fundamental Physics)後，再通過分析累積共217天逾300,000粒從反應堆產生出來的中微子，成功以前所未有的精確度（誤差少於1%），量度出其能量分佈。兩個實驗數據與理論出現十分顯著的差異，為將來的中微子實驗提供了新基礎。有關結果已刊載於最新一期的權威國際期刊Physical Review Letters。香港中文大學物理系的研究團隊亦參與了大亞灣反中微子探測器能量校準的工作，為這次發表的測量作出貢獻。 

中微子無處不在且數量十分龐大，由宇宙大爆炸至今亦然。它不但會於太陽內的核反應中產生，亦由宇宙射線與大氣層發生反應而來。即使科學家早已從理論中預測到中微子的存在，但中微子十分微小，而且鮮與其他物質發生反應，因此探測中微子在以前是被認為不可能的。在1950年代，由研究核反應產生出來的粒子中，中微子才首次被偵測出來。由於核電廠內的核反應是受控的，恰好成為研究中微子的有力工具。在國際間，不少反應堆實驗自此應運而生，當中包括大亞灣中微子實驗，開啟了研究中微子及其「振盪」特性的大門。 

本港研究團隊一直積極參與大亞灣實驗，由中大物理系朱明中教授擔任首席研究員，成員包括中大及香港大學的師生。團隊負責其中三個子系統，更於香港仔隧道內的地下實驗室自行設計及建立探測器，以研究宇宙射線及支援大亞灣實驗。 

一直以來，這些實驗都必需要先知道核反應究竟產生了多少中微子，以及其能量分佈，才可對數據作出分析。但科學家僅能根據他們對核反應的理解建立理論模型，用以估算出那些資料。因此，實驗結果都十分取決於理論模型有多準確。為了解決這個問題，大亞灣合作組自2004年起籌劃並建成了新的探測器，又採用了獨特的分析方法和能量校準方法，不僅量度中微子的數量，更可在毋須預設理論模型的前提下量度中微子的能量分佈。 

當研究人員比較實驗結果和理論估算的差異，便發現在5MeV這個能量值的中微子數量比估算多逾10%，這個差異遠大於實驗的誤差。大亞灣中微子實驗國際合作組聯席發言人陸錦標博士表示：「實驗與估算的差異表示現行的理論需要改善。」合作組聯席發言人及江門地下中微子實驗(JUNO)合作組副發言人曹俊博士指出：「通過獲取更多的數據和更好地了解探測器的反應，我們期待進一步改善量度出的中微子能量分佈譜圖，亦為下一代的反應堆中微子實驗提供不可或缺的數據基礎。」朱明中教授亦指出：「這次發現突顯了中微子物理尚有很多待解之謎，亦很可能是基礎物理新突破之處。」 

在大亞灣實驗中，所有能量的中微子總量比理論模型的預測少了6%，這發現與以往其他的實驗結果吻合。這個仍具爭議的差異被命名為「反應堆中微子異常(Reactor neutrino anomaly)」，它也許是出自理論模型本身的問題，也許是源於一個更有趣的解釋－中微子中還有我們尚未發現，但在理論上容許存在並為暗物質之一種的「惰性中微子」。 

大亞灣中微子實驗背景

大亞灣核電站位於中國廣東省沿岸，距離香港約55公里。它包括了六個水壓式反應堆，每個反應堆能產生高達2.9GW的能量，同時每秒產生約35億兆粒電子類中微子。在這次發表的實驗結果中，大亞灣實驗使用了其中六個距反應堆360米至1.9公里的探測器的數據，每個探測器均載有約20噸含鎘液態閃爍體來捕捉反應堆中微子。