2016年4月，在《美國物理評(píng)論》上，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)國際合作組發(fā)表長篇論文《大亞灣基于氫俘獲的θ13新測量》，給出了目前國際上最精確的中微子混合角θ13測量值。該文章被選為當(dāng)期的編輯推薦文章。在此項(xiàng)成果中，清華大學(xué)工程物理系的科研團(tuán)隊(duì)參與其中并貢獻(xiàn)突出。
中微子是宇宙中數(shù)量最為豐富的粒子之一，也是研究弱相互作用的獨(dú)特工具。中微子的特殊性質(zhì)之一是三種不同味道中微子之間的振蕩，振蕩幅度由三個(gè)混合角θ12, θ23,和θ13來描述。精確測量混合角θ13不但對中微子振蕩的理論檢驗(yàn)具有重大意義，同時(shí)如果結(jié)合加速器中微子實(shí)驗(yàn)的測量還可以研究中性輕子的電荷與宇稱(CP)破壞。而后者有可能揭開宇宙正反物質(zhì)不對稱之謎。
此次發(fā)表的研究成果通過探測中子在氫上俘獲的信號(hào)來識(shí)別來自大亞灣反應(yīng)堆反電子中微子經(jīng)過反貝塔衰變反應(yīng)而產(chǎn)生的事例，并藉此獨(dú)立測量混合角θ13。通過與探測中子在釓上俘獲的信號(hào)另一獨(dú)立測量結(jié)果相結(jié)合，給出了目前世界上最精確的振蕩測量結(jié)果：sin22θ13 = 0.082 ± 0.004。
精確的θ13測量值可以與加速器中微子實(shí)驗(yàn)測量值結(jié)合，為未來確定三代中微子質(zhì)量排序與中微子電荷-宇稱破缺相位提供了可能性。這不僅可以進(jìn)一步了解中微子的屬性，還將繼續(xù)推動(dòng)科學(xué)研究揭開自然界正反物質(zhì)不對稱性之謎。
早在2006年，清華大學(xué)作為國內(nèi)第二大參與單位就開始參與該實(shí)驗(yàn)，其中工程物理系中微子實(shí)驗(yàn)小組領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)由山東大學(xué)、南開大學(xué)、臺(tái)灣交通大學(xué)、臺(tái)灣大學(xué)、中山大學(xué)組成的團(tuán)隊(duì)。此次大亞灣合作組發(fā)表的結(jié)果正是由清華大學(xué)工程物理系團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)，并與之前中子釓俘獲的分析結(jié)果結(jié)合，給出了θ13的國際最精確測量值。繼大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)之后，由中國主持的第二個(gè)大型中微子實(shí)驗(yàn)——江門中微子實(shí)驗(yàn)于2014年底開始建設(shè)，計(jì)劃于2020年投入運(yùn)行，而且由清華大學(xué)工程物理系團(tuán)隊(duì)主持的錦屏中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也已展開。
