從溫良劍身上可以看到,人的成長取決于很多因素。這些因素中,不斷尋求挑戰(zhàn)、直面困難的勇氣與毅力,決定一個(gè)人所能達(dá)到的高度。
因?yàn)閷χ形⒆友芯?,特別是對大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)θ13非零的原創(chuàng)性貢獻(xiàn),中科院高能物理所副研究員溫良劍榮獲2016年國際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)(IUPAP)青年科學(xué)家獎(jiǎng)。
高能物理所研究員曹俊是溫良劍的博士生導(dǎo)師。他告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者:“這是該獎(jiǎng)項(xiàng)第一次頒發(fā)給中國大陸的粒子物理學(xué)家。雖然我是他的導(dǎo)師,不過,挫折才是他成長最好的導(dǎo)師?!?/p>
“老師,我是不是做得很差?”
七年前的一個(gè)晚上,半夜十二點(diǎn),溫良劍給曹俊打電話,聲音很沮喪,一開口就沒頭沒腦地問:“老師,我是不是做得很差?”
當(dāng)時(shí),溫良劍正在一個(gè)工廠監(jiān)制幾個(gè)容積40噸的有機(jī)玻璃存儲(chǔ)罐。曹俊心里咯噔了一下,心想是不是出事了?“大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)站現(xiàn)場正急等著這幾個(gè)罐子,已經(jīng)拖了一個(gè)多月工期,再出什么事兒就會(huì)影響到整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度?!?/p>
按設(shè)計(jì),這幾個(gè)有機(jī)玻璃罐外面要包裹5毫米厚的玻璃鋼。白天施工時(shí),溫良劍很用心地記下了樹脂的總用量,晚上回去一算,發(fā)現(xiàn)按用量算只有3.5毫米厚,達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)。
“樹脂凝固后無法再補(bǔ),要求返工的話,得打掉重來,即便廠長同意,也要影響工期。如果不返工,機(jī)械強(qiáng)度不達(dá)標(biāo),灌入40噸液體閃爍體后,有機(jī)玻璃罐有可能破裂?!睖亓紕M(jìn)退兩難,糾結(jié)到深夜,還是忍不住給導(dǎo)師打這個(gè)電話。
回憶起這件事,曹俊深有感觸地告訴記者:“在研究工作中,沒有感到過極度沮喪的,不是好博士生?!痹趯ψ约旱哪芰O限發(fā)起挑戰(zhàn)時(shí),總會(huì)碰壁;而始終待在心理舒適區(qū),做自己力所能及的事,就不會(huì)有這種體驗(yàn)。
事實(shí)上,讓溫良劍感到沮喪的并不完全因?yàn)檫@一次困境,而是在半年駐廠期間多次挫折的累積,“幾乎沒有一件事是順順當(dāng)當(dāng)?shù)摹薄?/p>
工程的煎熬
本科實(shí)習(xí)期間,溫良劍就完成了兩項(xiàng)研究,其中一項(xiàng)出乎曹俊意料的,提出了新方法,后來在國際知名雜志上發(fā)表。
開始讀研后,溫良劍也表現(xiàn)出色,大亞灣實(shí)驗(yàn)的美方發(fā)言人陸錦標(biāo)教授稱贊他是整個(gè)合作組中最好的學(xué)生。“因此,我們讓他擔(dān)任了反射板研制工作的負(fù)責(zé)人?!辈芸』貞浀溃耙话銇碚f,極少讓學(xué)生承擔(dān)這樣的工程任務(wù),因?yàn)樽龅貌缓脮?huì)拖累整個(gè)實(shí)驗(yàn),責(zé)任帶來的壓力非常大?!?/p>
這里的反射板直徑4.5米,由兩層1厘米厚的有機(jī)玻璃板夾一層薄反射膜構(gòu)成,是大亞灣實(shí)驗(yàn)的獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì),以前沒人用過。對光學(xué)反射面的要求非常高,否則探測器的性能將難以捉摸。
“開始驗(yàn)證小模型做得很漂亮,一到大尺寸就出了問題。試著用水、噴霧、各種膠,反射膜怎么都鋪不平。”曹俊解釋道,“平時(shí)我們覺得水一樣的噴膠,到了反射率99%的鏡反射膜下,就顯出里面顆粒狀的內(nèi)容物,反射面總是皺巴巴的。”
曹俊至今仍記得,原計(jì)劃兩周完成試制,結(jié)果兩個(gè)多月內(nèi)試了七八種方案,沒有一個(gè)成功。“工期一點(diǎn)一點(diǎn)逼近,真是一種煎熬”。
在花了兩個(gè)多月工夫和不少試驗(yàn)材料后,溫良劍卻突然發(fā)現(xiàn)最簡單的方案沒有試,“反射膜從包裝上撕下來時(shí)會(huì)帶上一點(diǎn)靜電,只要馬上制作,膜會(huì)自己吸附到有機(jī)玻璃板上,然后再用抽真空的辦法靠大氣壓力壓緊?!弊罱K溫良劍找到了解決方案,那就是“什么也不用干”。
問題又接踵而來。生產(chǎn)出前兩塊板后,順利地驗(yàn)收到最后,量了一下孔位,發(fā)現(xiàn)方位打反了?!斑@是一個(gè)難以置信,最不可能出現(xiàn)的低級錯(cuò)誤”。根據(jù)“應(yīng)通過設(shè)計(jì)而不是人的細(xì)心來防止出錯(cuò)”的原則,溫良劍等人原本專門制作了工裝送到工廠來確定孔位。
“就像計(jì)算機(jī)上的各種插孔一樣,設(shè)計(jì)出來就是插不錯(cuò)的。我?guī)е鴳嵟秃闷鎲柟S,你們是怎么做到把孔打錯(cuò)的?”溫良劍得知,原來工廠怕把有機(jī)玻璃表面劃傷,會(huì)增加一道打磨工序,同時(shí)也覺得不太可能出錯(cuò),工裝就擺在那里,根本沒使用,最后這兩塊板只能打掉重做。
曹俊介紹,反射板的研制后來還碰到了一堆問題,像運(yùn)輸工裝不合理造成損壞等。好事多磨,最終反射板高質(zhì)量地完成,這項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)節(jié)省了近一半的光電倍增管(價(jià)值1000萬元),探測器的精度也超過了設(shè)計(jì)指標(biāo)。
用勤奮來領(lǐng)跑
博士畢業(yè)后,溫良劍留在高能物理所做博士后工作,從探測器研制回到物理研究,他很快就成為數(shù)據(jù)分析的主力。
一般大型粒子物理實(shí)驗(yàn)開始運(yùn)行后,常常公布所探測到的第一個(gè)事例,告訴國際同行,新研制的探測器可以正常工作。大亞灣國際合作組內(nèi)有多個(gè)物理分析團(tuán)隊(duì),誰能搶到這第一個(gè)呢?
溫良劍很早就摩拳擦掌,所有分析代碼都準(zhǔn)備好了,就等數(shù)據(jù)。
2011年7月8日,大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)探測器開始調(diào)試運(yùn)行。曹俊也滿懷期待,在溫良劍的辦公桌邊坐了一整天,跟他一起看著數(shù)據(jù)?!罢缬薪?jīng)驗(yàn)的人都知道的,真實(shí)數(shù)據(jù)從來跟你所想的不一樣,我們根本看不到中微子。”
曹俊進(jìn)一步解釋道,大亞灣近點(diǎn)的每個(gè)探測器每天應(yīng)該看到700個(gè)中微子。每個(gè)中微子信號由一快一慢兩個(gè)信號構(gòu)成,其中慢信號是中子形成的,我們應(yīng)該在能量8MeV處看見一個(gè)干凈的峰。實(shí)際上看到的卻是一堆亂糟糟的東西,沒有峰,而且比預(yù)期多得多。也就是說,我們根據(jù)中微子特征挑出來的大部分是假信號,而且不知道是什么東西。
嘗試過各種辦法后仍未成功,曹俊只好先回辦公室。剛坐下,溫良劍就來了,用發(fā)啞的聲音問曹俊看過郵件沒有。郵件是美國加州理工大學(xué)的一個(gè)博士后發(fā)出的,附了兩張圖,他找到了中微子。他加了一個(gè)快慢信號的距離要求,去掉了假信號,盡管仍然不知道原因,真正的中微子信號還是顯出來了。
“我們失去了這個(gè)第一。”曹俊很清楚這種志在必得卻又失去的心情,他也曾經(jīng)歷過,整整一個(gè)星期不想說話。受到這次打擊后,本來就勤奮的溫良劍變得更加拼命。隨后工會(huì)組織去十渡玩一天,全中微子組只有他不去;年底全室聚餐,他也不肯去,說:“去了,一天又沒了。”
這樣廢寢忘食地工作了兩個(gè)多月,溫良劍終于找到那些假信號的來源,發(fā)現(xiàn)了它們的特征,并開發(fā)出了干凈去除它們的分析工具。曹俊表示:“現(xiàn)在不管誰分析大亞灣數(shù)據(jù),采用這個(gè)工具去除假信號都是必不可少的第一步?!?/p>
在接下來的工作中,溫良劍始終沖在最前面,率先發(fā)現(xiàn)問題,率先解決問題,提出了多個(gè)有創(chuàng)意的新方法,遙遙領(lǐng)先于合作組內(nèi)的其他分析小組,他的分析結(jié)果最終被發(fā)現(xiàn)中微子新的振蕩模式的論文所采用。
從溫良劍身上可以看到,人的成長取決于很多因素。這些因素中,不斷尋求挑戰(zhàn)、直面困難的勇氣與毅力,決定一個(gè)人所能達(dá)到的高度。
附件下載: