|
- P8 N9 C3 R1 i, X) l 宇宙中的物质从何而来
. |+ L- ?' }+ y5 T/ M+ S 物质构成最基本的要素是什么 ' N) j ^$ W* M( j, G6 d
光子、中子、质子 1 H0 ]8 b. L; ?' P# ?$ ^- v$ |* W+ `
中微子、希格斯粒子……
" j* x0 p4 d: ~ 人类不断探索 8 B9 w! O4 \% ^/ Y! o/ s1 T
微观世界中的“无穷小”
! t7 i. D1 }" |9 K# B 通过这种方式 0 `+ M6 ^4 E0 Y$ @$ Y
去发掘“无穷大”的宇宙图景
$ y! x6 X9 S. G; a2 j7 j9 x 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。
9 ^: F0 B1 R* q/ l* s4 l: k' _+ E 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。 W. \7 \2 b L0 h; K6 I9 I1 L
0 h8 d' z# E% u' ~ i
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。
2 p- g @7 Q& [ 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”。 ! x9 Z/ s( ^+ o, v# [5 ^4 m/ f% e: J
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。 / H& P3 g: x- Z( @7 h
“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。”
- J' h1 g' @1 H8 C8 X n" S 其实，实验物理学家与大众认知中纯粹的科学家不太一样。
# X0 M% u7 Y' R' I$ {! s “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。
6 y6 k% ], n2 \9 y 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。 # O# }0 M' r% s. x
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。 7 I5 T9 Q3 O0 w. E( x
“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。
( u3 \( H2 P1 A0 | “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。” # ^0 j P6 C3 d4 v
为什么要建环形正负电子对撞机？ , N+ {5 U2 m2 U' Y* ^: H
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。 $ d4 K+ E9 l: |, X% `: y+ }, t
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。” . v. B2 Z2 [, U3 B' G
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。
4 G4 C: f2 a; l! y# 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。”
q2 M+ }5 A m' E0 _$ G% I5 s, K4 @ 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。
8 C* T% z" |' k1 S* L& `( b “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。” 4 U" @1 \" ^3 r4 m
2028年中国将在空间站上
& Y7 K- y+ F1 S, B1 u7 U 实施空间宇宙射线实验
+ o7 H/ |" l1 l# R) _ 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。 : G( ]' ~, E7 ^% A3 p8 s- M
（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？） ; V/ m+ u" v- {2 k: D9 ?" p. K4 I
来源： CCTV4
7 w" `& \! E/ ]* O. K. y8 ` 流程编辑：TF021 5 a, Y/ T* { B) I
5 }& q( t0 S" x4 U2 t5 Y2 h! E' r, i: H0 q
) F3 T& ?" n" E/ r o2 A" Q
! d" U2 G$ u/ D- u" C; g
3 Q" b/ ~7 i, H! b& N: ?5 B: p- f
* ?4 M, S# B. b# m- }! J, z( i4 z2 }; V# `- }% f6 ]; M
2 K6 |, b1 X! e* A o
/ s, j: s) `. p( V- f- K
2 S9 I, s( }* K8 F8 @* O9 i- _. u; T2 b4 t% V! r
0 k# w6 _7 f; K. z0 V
( r' A* X" v( h* P9 s ~9 E3 m1 u4 @2 Q9 a: S* R4 r
! i" G( Q6 k" q% f0 ?0 e6 r6 i8 H3 {3 E3 N
9 W# ^* D B# f# i/ @
% Z. W! q1 u6 U- m& L+ k4 p; `
q( N; }/ @& z& `: b4 ^9 H1 H
; U2 l/ l( S% i1 s$ q* U, j( ], j! t! j6 I) N; y7 ^
8 z) R7 A( S1 \8 m7 W
8 E+ H' s* T0 h7 Q3 P) P6 R( Z2 V. G
& @; z: K$ F# g3 o
8 A& b7 K+ f# @/ N
' F! Q# Y. a8 b3 c- e( x" X7 s4 H$ \& o$ @, Z- D
' o6 p* r' z; z3 }' }, F5 ?% v
' C" F# r# r2 U" N6 u& W7 l, y# d8 w' S
# m* c& X5 \1 i6 ~8 }
' \+ d; S5 Q H; w5 ]5 g4 z
' `% P/ T( H" a& B& U; V- Z 海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP + e: w- B3 o3 K1 i
7 C$ `5 l d1 T5 r) B; N, i- O) y4 P! v c: ~5 s8 K$ E
! ]2 |' p9 h1 Z, ~6 l! ]: @% }- _4 D
# f# X @8 a7 }* ^* c8 q- Z8 J, m
2 V5 }$ i; r1 D @ z* w
7 R+ r7 r+ L" z* E1 z% G/ X0 ^8 r0 X& x; x0 w' Y# L) c. }
5 Z) M) O5 H/ e8 B, z7 t* ]6 E
) R( O8 m# c1 h h
4 d6 o4 ?! [" w" J
7 K% N d0 z* m) |( H0 }9 a0 ~( w7 i/ _. | O# Z* v
1 m) h8 E7 \" i* W | 
