【闪耀的平凡】“幽灵粒子”的中国捕捉者

2020-06-05 08:31:02 [来源:华声在线] [作者:陈薇] [编辑:夏博]
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湖南日报·华声在线记者 陈薇

6月3日,在《闪耀的平凡》播出的第10期节目《“幽灵粒子”捕捉者》中,外国嘉宾欧生·优丽来到中国科学院高能物理研究所,与高能物理学家王贻芳、曹俊、温良剑对话,认识让中国粒子物理学研究走上世界舞台背后的中坚力量。

所谓“幽灵粒子”,实际上就是中微子。这种粒子个头小,不带电,可自由穿过地球,几乎不与任何物质发生作用,号称宇宙间的“隐身人”,就像幽灵一样的存在,科学家们以“幽灵粒子”来描述它。中微子是组成自然界的一种基本粒子,在宇宙中广泛存在。大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如太阳发光、超新星爆发、宇宙射线、核反应堆发电等。正因为中微子几乎不与其他粒子相互作用,它们携带着关于恒星、黑洞乃至整个宇宙的“核心秘密”,吸引着好奇的人类,希望以此揭开宇宙起源与演化的终极奥秘。

上世纪50年代,科学家首次观测到中微子的存在。在这个领域,中国是后来者,却作出了重要贡献。2012年,以中科院院士王贻芳为代表的中国团队,成为全球首个发现中微子第三种振荡模式的科研团队,在整个物理界引起轰动,成为世界中微子研究的一个重要里程碑。江门中微子实验即将在2022年完成的探测器建造,是中国前所未有的最复杂高能物理实验装置,比目前最好的国际同类装置大20倍,预计能将中微子振荡参数的精度,提高一个数量级。

1984年,从南京大学原子核物理专业毕业的王贻芳收到通知——诺贝尔物理学奖得主丁肇中准备挑选一批优秀的中国学生前往欧洲参与由他主持的L3实验。这是一个在日内瓦进行的超大规模实验,研究方向是宇宙的构造之谜。在那里,有当时世界上最大的粒子加速器。王贻芳有幸参加这个实验,这段学习经历也令他获益匪浅,为他日后从事高能物理学研究打下了扎实的基础。

2001年,王贻芳毅然决定回国开启新征程。回国后,他四处奔走,在广东大亚湾核电站附近建设探测实验室。2012年,历时6年的大亚湾反应堆中微子实验终于取得突破——王贻芳团队宣布发现了中微子的第三种振荡模式,并精确地测量到了其振荡几率,成为中微子研究的一个重要里程碑,美国《科学》杂志将之列入2012年全球十大科学突破。王贻芳及其团队获得多项重大荣誉,其中包括被称为科学界“第一巨奖”的基础物理学突破奖。去年,王贻芳又捧获了2019年未来科学大奖“物质科学奖”。中国的高能物理研究走到了世界前列,王贻芳对世界的探索却从未停止,他的下一个目标是在中国建造世界上最大的粒子对撞机。

跟随王贻芳的脚步,一批科学家正整装待发,致力于实现下一个科研突破。与王贻芳一同工作多年的研究员曹俊就是其中一员,如今他已是大亚湾国际合作组联合发言人。能够参与实验的设计和建造,曹俊倍感荣幸和珍惜。在粒子物理学上的研究,为曹俊赢得了许多奖项,其中包括2012年度“亚太物理学会联合会杨振宁奖” 、2016年国家自然科学奖一等奖。他坦言,王贻芳擅长从未来的角度去看待未来,对他的影响很大。

高能物理研究所吸引了许多年轻的科学家,中科院高能物理研究所研究员温良剑曾主动写信请求在王贻芳身边学习。在他看来,王贻芳对科研的要求很高,会激励学生提出自己的想法,研究新事物。2016年,温良剑获得国际纯粹与应用物理学联合会的粒子与场委员会(C11)青年科学家奖,这也是该奖项首次颁发给中国大陆的粒子物理学家。

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