|
) [& k3 a0 L/ P9 a
宇宙中的物质从何而来
! O3 i# c) ~; D6 G 物质构成最基本的要素是什么 " Q1 \( P B* `
光子、中子、质子
0 `( f a. W, N* b 中微子、希格斯粒子…… ) {& I6 m P- M
人类不断探索
9 |8 Z! N- `7 k/ X1 s 微观世界中的“无穷小” 3 E9 f5 t" ~/ f) K- t; q _' L- O- D. Q
通过这种方式 6 t: G8 p; a [& m" b- p
去发掘“无穷大”的宇宙图景
! W8 Z0 Q1 B0 K# B7 W. y% Q 过去三十多年来，实验高能物理学家、中国科学院院士王贻芳始终在与“无穷小”的粒子过招。他曾与团队发现了有关中微子新的振荡模式，为人类了解宇宙的形成提供了重要的视角。而今他又带领中科院高能物理所与空间站合作探索宇宙射线，同时推动环形正负电子对撞机实验，力图在中国建设一个全世界都向往的研究高地。
p$ h+ @# a9 `+ O X 在一代代中国实验高能物理学家的共同努力下，中国与国外在高能物理研究上的差距正在缩小。王贻芳希望，未来中国高能物理能够给出有关基础物理更多的答案。 / ]1 l) ^1 h. Z/ J+ i( c* v3 C
% a! B: V6 Z; Y1 W" ] 随着物理学家对粒子物理研究的不断深入，关于“物质由什么组成”的谜底一次次刷新着人们的认知。
; S: Y |( u% J8 p 中微子是宇宙中最丰富的粒子之一，无处不在，能够以接近光速的速度穿越各种物体。2012年，在大亚湾反应堆中微子实验中，王贻芳与团队发现了有关中微子新的振荡模式。这一研究过程用了十年，被列为当年全球十大科学突破，将帮助人们破解宇宙中“反物质消失之谜”。 9 m* ^3 f0 j4 \
大亚湾反应堆中微子实验是中美合作项目，美方团队负责人的资历比王贻芳更深。在开展实验的过程中，美国能源部曾一度提出要换掉王贻芳。
! Z9 W0 b$ @% Z' T. ] “类似这样的问题经常会遇到。”王贻芳称，高能物理实验组建团队是一个复杂的过程。“他们觉得你这个虽然看起来很好，但根据他的经验，他觉得做不到。我说我肯定做得到。事实上最后我们也做到了。所以说，科学不讲究资历，也不讲究经验，是凭真本事。”
, `( E; D! X! q3 h 其实，实验物理学家与大众认知中纯粹的科学家不太一样。
3 j7 z1 | i$ r “除了需要有科学思想，要努力实现科学目标之外，还要能带领团体，兼具管理者、工程师的角色。在实验过程中，会遇到各种各样意想不到的困难，有科学上或技术上的，也有人事上或商业上的。”王贻芳说，这也是他觉得实验物理研究让人着迷的地方。
7 _4 b$ M: w( {9 u x7 [ 2012年，欧洲核子研究中心宣布人类找到了希格斯粒子。希格斯粒子可以赋予其他基本粒子质量，是粒子物理学标准模型的基石。而欧洲核子研究中心正是王贻芳初出茅庐时工作的地方。 2 L+ a6 D5 i* k4 }, t
1985年，王贻芳被丁肇中选中赴欧洲核子研究中心研究高能粒子。当时中国与欧洲在高能物理、粒子物理研究方面有天壤之别。王贻芳说，现在中国与欧洲仍有差距，但已没有那么大。“如果我们再奋斗一二十年，应该说这个差距完全可以弥补。”这其中最关键的就是能否做出设备。
_( _4 E9 U0 [$ X* s: p “粒子的发现是基于大型的加速器和探测器，我们需要在设备的基础上做高能物理实验，核心的核心，不在最后的数据分析、发表的文章，而在于能否做出设备。”尽管目前这些设备并不是中国设计的，但王贻芳说，我国已经摸到了前沿领域的大门，下一步就是成为主角。
* N b+ v' |: F+ ~1 z5 l “过去我们参与人家的发现、利用人家的设备，未来也希望能够作为主人自己设计实验方案、实验设备，以我们为主把实验设备做出来，然后在这个基础上取得重大的发现，这才叫做真正的走在国际的前面。”
2 y+ ~! Z4 u9 Q6 s 为什么要建环形正负电子对撞机？ # z4 ^) B D( y# {
从上世纪八十年代中国建造自己的正负电子对撞机开始，在探索“无穷”物质世界的道路上，中国便不再缺席。2023年，江门中微子实验站将开始运行，未来将会与美国DUNE、日本HyperK构成世界三大中微子实验。2025年，位于北京北部的高能同步辐射光源将会投入使用。中国高能物理研究所也正在计划未来建立环形正负电子对撞机。 " D7 \) [- k# f. l2 h$ j, W
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。”
: Y, [# a( Y+ G: {0 i# S 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。 1 c" Z ~3 \6 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。”
1 h8 G- b4 d8 F2 M 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。 $ r& w: X6 S1 i9 j
“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。”
: G% d( s8 ~& S4 r7 B, j 2028年中国将在空间站上 7 u" D* I7 ]% T. `4 f& L( S6 i0 E
实施空间宇宙射线实验
# I1 C6 I$ X5 T1 @* q) T 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。
1 r+ d: W, I3 c3 i3 E7 _9 F3 v& b （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; \; {2 _2 I$ x 来源： CCTV4 ! A- _( W7 i1 @6 }) S
流程编辑：TF021
! ~. ?8 ^& ? ?( P* \
7 ?, R# J9 C: G5 H2 a
+ e$ \, T0 S( s( `. x. q% ^' j) U" y% u6 o. N3 w# y6 ^. x
& ?7 n" z# G/ E. p) @ z9 @& K5 E: P1 k
i$ z6 d$ C# k& L: ]( W7 T7 a
. F, r+ U5 c# w) ^3 ^
4 G" H, ?6 }" [3 U8 }# l1 p' q7 U6 K" T% Q
+ l) L2 @$ O7 y* B3 r
- c2 `2 i: \3 A/ H6 }% {/ m
4 w4 @; X3 E m3 ?' P0 P' I) q* J
) M! J' V5 [# g& ` T4 G
; q; v8 [2 d$ c3 v0 a
8 O8 ]0 Q" Z, J( c. }' c, Z
. a1 l/ @) }" ~4 N& L) c9 [$ K1 C* L( X3 t0 E% n- e/ I; P0 l
% _$ H% y) z m6 ]" Z& {. {
& o* T. ~% |, Z0 [8 J: U% v {
. T9 ~2 p, ^. O, r+ `( f
! j% V; h6 M* t9 S- N: b2 f" o, L0 i9 }5 _
8 F5 X" u8 i/ G1 K, \
; k* o' t0 r0 G3 Y8 y& {$ s" x
" s1 G a2 r7 _; T! u- D# c4 e1 I9 }- K8 L9 ?8 y
! r9 G H: X. _* c1 A3 S8 S. \
" N( X$ Y4 Z: R, z8 P% A$ X- f5 y9 p
* }/ g: _, Y" p$ k; ]" w% v( j6 z( r
7 l1 Y* l* V3 Q" J' {$ x/ q
5 z7 S1 |. ?" n* P
* q0 e, C8 {2 x$ l 海量资讯、精准解读，尽在新浪财经APP 7 t) u7 d( p. `7 r' S d% ]
) V4 x3 ~5 D! B" G, y" k) R* n, u/ ?- X+ L
3 k+ k' }5 y5 t( v: ], I; ?8 K3 F
1 }4 V/ C+ F- G
2 J6 n8 ~4 q W0 a8 i; W% @" F. q
; U5 R3 @9 r* P$ R
& [5 ~* Z- ]! \$ H4 y2 ]# k' L) H' r
7 l- e' i8 u( Y- W" ?9 z
: J X' u: f% C/ F9 Q6 X
) t6 t1 }4 d C8 ]( y
7 J. X& n- X8 B9 Y9 j4 e3 d& y( @' k/ ?% c1 [% u: T! w5 ?
7 p( H7 X: Z6 a! @
| 
