2012年，大亞灣實驗首次測得了中微子第三個混合角θ??的數值為8.8°±0.8°。今年4月21日，刊登于《物理評論快報》的最新論文更新了該值，提高了測量精度的θ??的數值為8.5°±0.1°。4月24日，大亞灣實驗榮獲2023年度歐洲物理學會高能與粒子物理獎。如何理解這一突破呢？

中微子是一種非常輕的、不帶電的基本粒子，它只參與弱相互作用和引力相互作用。中微子有三種不同的“味”，分別是電子中微子、μ子中微子和τ中微子。這三種味的中微子可以通過弱相互作用與對應的輕子相互轉化，比如反電子中微子與質子發生逆β衰變產生正電子和中子。

然而，中微子還有另一種更神奇的轉化方式，那就是中微子振蕩。這是一種量子力學現象，是指中微子在空間中傳播時會在不同味之間轉變。1957年，理論物理學家布魯諾·龐蒂科夫首次提出了中微子振蕩的猜想，爾后一連串的實驗皆觀察到這一現象。

要理解中微子振蕩的原理，我們需要知道兩件事情：一是中微子有質量，二是中微子的味本征態和質量本征態不完全相同。

根據狹義相對論，沒有質量的粒子必須以光速運動。如果中微子沒有質量，那么它們就不能改變自己的速度，也就不能發生振蕩。但是實驗觀測表明，中微子確實有非零的質量，盡管它們非常小。目前還沒有直接測量出中微子的絕對質量，但是可以通過觀測它們之間的質量平方差來推斷它們的相對質量。

在粒子物理學中，本征態是指一個物理系統在某個可觀測量上具有確定值的狀態。例如，在味可觀測量上具有確定值e、μ或τ的中微子就是味本征態，在質量可觀測量上具有確定值m1、m2或m3的中微子就是質量本征態。

如果這兩種本征態完全重合，那么就不存在中微子振蕩。但是實際上，這兩種本征態是由一個幺正矩陣U相聯系的，這個矩陣被稱為PMNS矩陣，它可以描述中微子的味和質量之間的轉換關系。PMNS矩陣包含三個混合角θ??、θ??和θ??以及一個CP破壞相位δ來參數化。

混合角是描述中微子振蕩強度的重要物理量，它們反映了不同味道的中微子之間的耦合程度。這些混合角是不能從理論上預測的，只能通過實驗來測量。在三個混合角中，θ??和θ??早就測量出來，而θ??是最難測量的一個，因為它對應的值非常小。但是θ??對于探測CP破壞相角δ和確定中微子質量次序（即三種質量本征態之間的大小關系）具有重要意義，因此測量θ??是一項極其重要又極具挑戰性的任務。

那么，如何測量這些參數呢？一般來說，有兩種方法：一種是利用自然界產生的中微子源，如太陽、宇宙射線和大氣層等；另一種是利用人工制造的中微子源，如反應堆、加速器和放射性同位素等。(www.Ws46.com)

不同的中微子源有不同的能譜和強度，因此可以探測不同的振蕩模式和頻率。通過比較不同距離處探測到的中微子信號，我們可以計算出中微子振蕩的概率，并從中提取出相關的參數。

大亞灣實驗就是一個反應堆中微子實驗，它利用廣東省的核電站產生的電子反中微子，通過八個探測器分別布置在三個不同的距離上，測量電子反中微子的存活概率和消失概率，從而測量中微子混合角θ??。大亞灣實驗通過對比不同距離上探測器觀測到的電子反中微子數目，以及它們的能譜分布，來擬合出θ??的最佳值和誤差范圍。