|
2 _% W5 @( X) g
宇宙中的物质从何而来 a0 ~( c9 H) C* [- k) I1 b, j M
物质构成最基本的要素是什么
4 V U* X5 |) j" m2 T4 g2 W 光子、中子、质子 7 o1 u4 v& b+ A- ]% Q' G5 f
中微子、希格斯粒子…… $ S, N1 Y: ^) X
人类不断探索 * r7 q- F8 n9 {# W1 o' A' e+ L
微观世界中的“无穷小”
0 `' p: I( c4 c2 E+ n3 B1 i- t" t 通过这种方式 9 f0 x4 I* j9 r2 `3 _7 _
去发掘“无穷大”的宇宙图景
+ s( w( N/ M* A3 o1 W6 b 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。
8 v g7 F1 X: q 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。 1 R0 k" h. }; Z! E. W
* y" k2 X- T) m/ `) C2 F) c 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。
3 Q$ D8 ~, f" k) _ 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”。 * S5 d% e2 [+ S& m* L, N6 v
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。 5 w: E" S/ ]" w/ 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。”
0 B& [" J- a/ P" G' u, W f 其实，实验物理学家与大众认知中纯粹的科学家不太一样。 ' g r' k ^/ A) B4 N
“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。
9 p7 j8 e: S6 U. q 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。
9 K9 H3 p+ C6 ^: D6 l+ ^ 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。
; [: }0 ^- G& n! K& i “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。
7 V, R0 {2 d% V" { “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。” 4 {. R# ~9 N0 f( a* A3 M {
为什么要建环形正负电子对撞机？
6 L2 k _2 S! i& T# \ 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。 1 i: U0 P$ |0 W+ J
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。”
J8 w: n7 K5 |7 w- z# T5 p9 a* r 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。 5 d, w* f* \; q9 B% z
“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。”
, t2 g5 h! m7 c 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。 4 ?. v0 l4 ]% F: m* o+ 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。” 3 O% J9 t) g5 m: ~' D4 q. X
2028年中国将在空间站上 ) }) R+ {& M8 C3 r S+ |
实施空间宇宙射线实验
* Z6 j4 F4 N* X1 T4 b; P F 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。
5 f4 x/ m8 H% g; d; f7 D# B! q- u （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？）
5 {3 g0 X1 t1 l- l$ x5 [ 来源： CCTV4
" L5 I9 j3 c$ k0 C0 C2 ` 流程编辑：TF021
) E) z& |- o2 a: h. m* a * K0 T1 a4 s1 N" j* E
% C$ y7 s+ q2 g1 }8 D# e4 v; q6 ]
; Q( k, f- u8 e! H7 K3 l+ a; R
$ K' P( H+ v1 A" [; ?$ B3 U
# R1 U/ _9 B- d. ^- \4 V4 K0 Y9 E2 ]
% }8 |/ V ^# h* c/ D4 i
+ B2 _6 D B7 N Y. B' I! c, m8 I; w
6 E2 C" @! k& W. b, m, h. m4 s* t
' Q* P- o8 y3 \# P6 S \2 v1 o! X
# l" i/ `. P# v) y, C$ f. N, z/ r5 l% P( n O: I2 ~' N* w9 H' u; X
5 k* Q: Y$ \+ E
7 i' k: i% O' _( x& s3 n$ n) }/ s/ i) W3 l4 g
/ B' N& d) \# X% o# p- F0 Q$ i1 [( j* Z7 B8 u. L
7 g( ? u. S* z7 t. V1 U# x8 @5 J& I
5 s# W" J$ H' W6 h! j" ?# ^5 V! @. M6 z& J9 S, ]" V+ A
( B$ j4 U" D! a8 |0 P
, k* h6 K- L, S
3 L6 {$ `/ V4 O. K9 r2 [! j4 g$ ?4 T( R8 _$ h$ k' j
' e( A& [; l1 {6 p1 Y$ D
' B" ^5 Q- V# C4 r$ ]* E/ u8 N% @3 s
; ?% ?# [- P: d0 n8 m
: M( S- W! D0 {4 Y# I+ Q
% [. j+ {; M* l n7 E: V, L( W
, v1 S/ [- j0 z7 \7 Z' Y9 J. J" A" e" B* U9 M+ E
$ G& Z$ ?% ?0 C
! R( f$ z6 m0 `# t$ Y 1 [7 z1 F0 k0 l" {5 w$ [" A8 M
9 |7 x b% x) i7 u4 I
海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP 6 q5 Q$ O( [. h" l3 F+ X
1 u& [) n% m- d2 J- n
. ~7 p+ R8 `/ j/ {8 h0 B5 a
. r+ F( ~! o# I: M) ^2 s& S% r9 d1 ?; B/ B2 o! U1 f1 L. d6 Y
$ D) Z7 e' u' _2 A4 Y9 v- F
8 c4 t4 c( f8 A }. Y% `& E% Q# P- T( {6 _5 g# ^
8 F& F- }4 Y6 G) d6 ~
, n( }+ [/ o' M' c# ^
! k2 N8 E6 M: Q2 J: C3 I) F/ C
" C# A G5 p0 c9 y. u$ K: H9 q: ^: |
% d; v! ^) w* D+ w6 O8 _, g% M2 o8 F% s# I6 M1 Q$ _
| 
