|
% Y& y) i( s% F- `1 M 宇宙中的物质从何而来
8 H/ u1 g: W* [" r: d ` 物质构成最基本的要素是什么
4 i/ y4 {2 @. _1 m& Y 光子、中子、质子
% D2 |: y$ O5 N. h. D 中微子、希格斯粒子……
+ ^* n8 i$ i9 j' e3 ]# G 人类不断探索
& p7 P2 j: R# [ 微观世界中的“无穷小” - G6 w" Z L, g$ s9 ^ A8 u: W
通过这种方式
, x& X3 D3 i |& F# Q C Y 去发掘“无穷大”的宇宙图景
: Y. c- S. g; L4 } N4 B# p 过去三十多年来，实验高能物理学家、中国科学院院士王贻芳始终在与“无穷小”的粒子过招。他曾与团队发现了有关中微子新的振荡模式，为人类了解宇宙的形成提供了重要的视角。而今他又带领中科院高能物理所与空间站合作探索宇宙射线，同时推动环形正负电子对撞机实验，力图在中国建设一个全世界都向往的研究高地。 ; R" P% j5 z& Z+ @# d: H
在一代代中国实验高能物理学家的共同努力下，中国与国外在高能物理研究上的差距正在缩小。王贻芳希望，未来中国高能物理能够给出有关基础物理更多的答案。 7 L g& V! F2 Q0 Q+ X4 k1 I
5 P- O2 W. y Z4 { 随着物理学家对粒子物理研究的不断深入，关于“物质由什么组成”的谜底一次次刷新着人们的认知。
% q8 o' S8 _" I" d 中微子是宇宙中最丰富的粒子之一，无处不在，能够以接近光速的速度穿越各种物体。2012年，在大亚湾反应堆中微子实验中，王贻芳与团队发现了有关中微子新的振荡模式。这一研究过程用了十年，被列为当年全球十大科学突破，将帮助人们破解宇宙中“反物质消失之谜”。 5 r0 D. ^5 }7 n4 J) z
大亚湾反应堆中微子实验是中美合作项目，美方团队负责人的资历比王贻芳更深。在开展实验的过程中，美国能源部曾一度提出要换掉王贻芳。 ! x. U6 g' v4 c5 Z% j+ F6 c
“类似这样的问题经常会遇到。”王贻芳称，高能物理实验组建团队是一个复杂的过程。“他们觉得你这个虽然看起来很好，但根据他的经验，他觉得做不到。我说我肯定做得到。事实上最后我们也做到了。所以说，科学不讲究资历，也不讲究经验，是凭真本事。”
/ K+ C |) R/ E, r: Y! U 其实，实验物理学家与大众认知中纯粹的科学家不太一样。 5 ^! ]- H% y" H
“除了需要有科学思想，要努力实现科学目标之外，还要能带领团体，兼具管理者、工程师的角色。在实验过程中，会遇到各种各样意想不到的困难，有科学上或技术上的，也有人事上或商业上的。”王贻芳说，这也是他觉得实验物理研究让人着迷的地方。 4 S1 p/ g: v" b, o Z( s6 k# m; o
2012年，欧洲核子研究中心宣布人类找到了希格斯粒子。希格斯粒子可以赋予其他基本粒子质量，是粒子物理学标准模型的基石。而欧洲核子研究中心正是王贻芳初出茅庐时工作的地方。 . y% N5 R4 \8 H4 z
1985年，王贻芳被丁肇中选中赴欧洲核子研究中心研究高能粒子。当时中国与欧洲在高能物理、粒子物理研究方面有天壤之别。王贻芳说，现在中国与欧洲仍有差距，但已没有那么大。“如果我们再奋斗一二十年，应该说这个差距完全可以弥补。”这其中最关键的就是能否做出设备。
$ C& A$ j8 r) w ]& S+ W; d: H “粒子的发现是基于大型的加速器和探测器，我们需要在设备的基础上做高能物理实验，核心的核心，不在最后的数据分析、发表的文章，而在于能否做出设备。”尽管目前这些设备并不是中国设计的，但王贻芳说，我国已经摸到了前沿领域的大门，下一步就是成为主角。
8 j0 ]# [) V! z “过去我们参与人家的发现、利用人家的设备，未来也希望能够作为主人自己设计实验方案、实验设备，以我们为主把实验设备做出来，然后在这个基础上取得重大的发现，这才叫做真正的走在国际的前面。”
- S( [7 Y+ J: k6 I$ c- S& ?" s/ P 为什么要建环形正负电子对撞机？
1 i4 B9 L, T( K9 y' n5 j 从上世纪八十年代中国建造自己的正负电子对撞机开始，在探索“无穷”物质世界的道路上，中国便不再缺席。2023年，江门中微子实验站将开始运行，未来将会与美国DUNE、日本HyperK构成世界三大中微子实验。2025年，位于北京北部的高能同步辐射光源将会投入使用。中国高能物理研究所也正在计划未来建立环形正负电子对撞机。 # |' }* q! n: V4 C1 d, ]8 s- k
环形正负电子对撞机项目投入巨大，一期可能就需要几百亿，对大多数外行人而言，关注焦点似乎都是巨大投入能获得什么成果。“总体来说大家对高能物理还有很多不太了解的地方。”
. ?. T, p/ K5 ~8 ` 王贻芳说，粒子物理学家在未来要去寻找新世界的物理规律，“我们希望通过希格斯粒子研究找到标准模型的破绽，希格斯粒子研究的最佳手段，就是环形正负电子对撞机。但是我们无法向公众，甚至无法向科学界承诺，一定发现一个什么粒子。”王贻芳说，科学如果在开始之前，就承诺一定能发现，那这个发现一定不会那么重大。
* ]; g$ ?- h" p “希格斯是苏格兰一所学校的物理学家，他发现了希格斯粒子，获得了诺贝尔奖，这个发现是在欧洲核子中心做的。对于中国来说，需要有一个像欧洲核子中心这样的研究中心。我们需要追求的，不是得到诺贝尔奖，我也无法保证我们得诺贝尔奖，但是我们可以保证，有了这样一个装置以后，我们会成为世界的科学中心和技术中心，会成为大家追求的目标，或者成为大家向往的一个研究的高地。” + q% d8 Q% R9 a" b1 |5 y/ d
一代又一代的中国高能物理学家在传承中不断前进。上一代老科学家给王贻芳这一代奠定了北京正负电子对撞机的基础，王贻芳要做的是为下一代奠定基础，他说，当迎来一个很好的转折点和机会的时候如果无所作为，会是我们的严重失职。
# z1 R2 [' h' f/ @& P# B; _0 u “也许很多成果现在还没有得到应用，但我们所做的，是留给未来的礼物。” ' T0 j/ }% T# R g% t7 `
2028年中国将在空间站上
2 X: A9 r, z1 Q% A 实施空间宇宙射线实验
1 E: j$ U+ D& F6 R0 i4 i 值得一提的是，王贻芳还在节目中透露，中国在2028年左右，将会把探索宇宙射线的实验装置安装到中国空间站上，用来探究宇宙的诸多奥秘，这将是世界上继AMS（阿尔法磁谱仪计划）以后，最重要的空间宇宙射线实验，简称HERD。 * i; S" u# _7 _ u* H
（原标题：中国高能物理研究想真正走在国际前面，最关键的一步是什么？）
' F! w% ^& p5 g2 n1 z* \3 V 来源： CCTV4 3 E8 @! x" l7 e+ D
流程编辑：TF021
7 O2 l% v$ W% E( R
# Q- G: |) o0 k0 z: N
! _$ |/ A$ {; X3 b6 n
/ J" u4 {0 y& [) ^7 Q+ [7 b) n7 J2 F2 t' D- p
6 u v+ [( y- K; J4 C# j# c3 |; M' `: A1 e: ]) ^+ K3 K: r/ D; {
4 v- _! Z9 M2 Y3 L: T' }2 B, c
- X# q/ @$ I+ @* K, I% O6 j/ Q- ^# x4 `- t/ p
/ y7 ^$ \+ v- I9 x5 A$ g: s3 V1 K4 X$ O4 b! I
! C5 ^" K. Y( e5 s; A& ?2 R) H7 x9 p, L, K, y. q
' d. g0 z g2 D! ?! x9 [
1 D$ W4 ~& |% H- \- J, O* u6 n* X( P/ ~. T3 _
- ]$ P( Y( h2 b; t1 K8 e7 [# P/ n" ]; I% v
* |6 I) g; l7 Q1 ^: e2 N# x( D. t3 L2 Y2 U; g5 z5 r$ W
' e% C+ `, `# `+ x6 e$ j. Z
( x0 G& a2 w" f+ r+ |% h* k5 K* _/ P. f) N6 k/ r
4 m6 n' b# N$ X. d0 {9 M- c2 F% n
$ j& ~* k8 y" q7 n' ~' A) V) @+ l* U/ |- W1 B$ T8 f
8 k. a3 O; _( H1 y0 J( m
+ s5 M( q+ y% z7 |9 s/ { r' h. j! {& [- H" L# J6 X4 g
0 E! y- _8 l( }3 ]* D5 C( n7 `2 u- ?
: Y7 Z( r4 [/ m) j$ o. T6 \. s$ ~
2 P, b3 p% a: d, f
9 X8 q. n1 O+ Z' s( q% @
: s! M, \& q; z 海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP
6 z% C, v$ X M 4 ?5 c) p6 ]6 h& G( t$ ~8 Q% l
9 L F7 ~$ ~7 p9 Z$ R/ Z
; H3 k6 ?1 Q) v8 \" m5 [6 P7 c! U' i0 A
" `& n, O$ W" K% H0 t
( u4 ?: ] Q9 b& `
9 `1 R7 B) J$ x; p2 Z) Z/ o" q
9 q& W0 P; I/ J/ l' Z. o
: m9 C7 Y8 K& I4 I" G( h' j
; ~* R# K" n6 V# |
7 R0 g# r; N; x1 e) p! [7 X3 S
) [6 v( {5 d# |1 ~% O8 f+ n; M2 u$ j# y& i. N* D H/ \* A
| 
