“科学研究的‘撞门’最令人激动”

来源:科学管理研究 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-11-09
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摘要:独家专访 中科院高能物理研究所研究员阮曼奇 “科学研究其实可以看作三步:‘撞门'、‘抢'宝贝、写总结,然后期待下一次‘撞门'。在这三步中,‘撞门'最关键、最困难,也最令人

独家专访

中科院高能物理研究所研究员阮曼奇

“科学研究其实可以看作三步:‘撞门'、‘抢'宝贝、写总结,然后期待下一次‘撞门'。在这三步中,‘撞门'最关键、最困难,也最令人激动。”

在第四届世界顶尖科学家论坛(WLF)召开间隙,中国科学院高能物理研究所研究员阮曼奇接受了新民晚报记者独家专访。他对大型环形对撞机建设、开放科学及基础研究、青年人才成长等话题侃侃而谈,“交流和讨论是科学研究的重要组成部分,我很享受。”

找出宇宙神秘“宝藏”

“大自然把给人类的‘礼物'藏在了宇宙的每一个角落,而科学家的使命,就是找出这些神秘‘宝藏'。”阮曼奇说。希格斯粒子或许是这句话最好的例证。作为物质的质量之源,由于难以寻觅又极为重要,它被称为“上帝粒子”。2012年,这种粒子在被预言半世纪后终获实验确认。

希格斯粒子的发现使得整个科学界为之激动。这一发现不仅证实了粒子物理标准模型预言的完整粒子谱,而且希格斯粒子也和包括物质和能量的起源、暗物质的本质、宇宙的稳定性等粒子物理前沿的大量未解之谜息息相关。“人类的科学认知是螺旋上升的。每一次‘撞门'后,就会有很多有意思的发现,通过总结就会形成模型,甚至标准模型。粒子物理如此,宇宙学也如此。”阮曼奇告诉记者。

阮曼奇说,目前人类对粒子物理的标准模型仍是“知其然而不知其所以然”——标准模型有着简单优美的数学结构,但人类并不理解自然为何选择这样的数学结构;标准模型有大量的自由参数,其取值决定了宇宙的面貌,但人类也不理解自然界为何选取了这些参数……

“科学家提出了大量的新物理模型,急需关键的实验数据来验证。能精确测量希格斯粒子的对撞机,是探索标准模型背后物理规律的最佳手段。”阮曼奇表示。

建“工厂”追前沿

CEPC对撞机核心部件低温模组样机建设完成,性能指标世界领先

希格斯玻色子的发现,也让世界最大实验室——欧洲核子研究中心更加广为人知。事实上,就在“上帝粒子”被发现的同一年,中国高能物理学界也开始讨论环形正负电子对撞机(CEPC)的建设。

中国的正负电子对撞机有个很“科学”的别称:“希格斯粒子工厂”。阮曼奇掏出手机,用一张张图片向记者科普,“‘希格斯粒子工厂'由加速器和探测器两部分组成。加速器具有高真空、极低温的极端环境,它能产生正负电子并加速,最终精确聚焦对撞。探测器相当于具有可以高速、高精度拍照的立体显微镜,用来记录带电和不带电的各种微观粒子。”

阮曼奇说,对于对撞机而言,超导腔是重中之重。在前期有限的投入下,中国科学家已经将超导腔的两个关键指标——电场梯度和能量可保持的时间做到了国际领先水平。“我们还计划通过先进速调管,将产生微波的效率从世界目前的最好水平60%提高到80%。可别小看这20%,能让废热减半,对于埋在地下的庞然大物而言,绝对是个好消息。”

和科学研究一样,大科学装置的建设不会一帆风顺。对于“希格斯粒子工厂”来说,不同的声音一次次考验着项目的前行。有专家认为通过宇宙射线就能有新发现,“宇宙射线在粒子物理发展的早期的确起到了重要作用,但它携带的信息毕竟相对有限。”阮曼奇并不认可,“当前,宇宙射线更多是作为研究极端天体行为的观测手段。半个世纪以来,粒子物理的绝大部分进展,无论是新粒子的发现还是标准模型的确立,都是通过加速器实验实现的。”

更多人不理解的是,花数百亿元建造这样一个装置,究竟有什么用?“CEPC的核心价值在于其巨大的科学意义,它有可能解决上面提到的种种重大问题。我们的极力推动,有好奇心,有对明天的明天的期待,也有信念。”阮曼奇回答,“

文章来源:《科学管理研究》 网址: http://www.kxglyjzz.cn/zonghexinwen/2021/1109/850.html



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