資料圖:中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳。陳文 攝
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所所長(zhǎng)王貽芳9日走出人民大會(huì)堂。作為大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,他代表270余人的龐大團(tuán)隊(duì)領(lǐng)取2016年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
中新網(wǎng)記者詢問(wèn)獲得中國(guó)自然科學(xué)領(lǐng)域倍受關(guān)注獎(jiǎng)項(xiàng)的心得,王貽芳說(shuō):“獎(jiǎng)項(xiàng)是建立信譽(yù)的一部分”;有媒體剖析實(shí)驗(yàn)成功關(guān)鍵,他回答:“每個(gè)環(huán)節(jié)都必須成功”;還有記者重提諾貝爾獎(jiǎng)情結(jié),王貽芳不假思索地說(shuō):“我們做研究的無(wú)法計(jì)算出與諾貝爾獎(jiǎng)的距離,不知道,不會(huì)算”。
“高冷”的科學(xué)家,也許與“高冷”的科學(xué)理論更合拍。
2012年3月8日,大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組宣布取得重大成果:發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于θ13的中微子振蕩模式確實(shí)存在,并精確測(cè)得其振蕩幅度sin22θ13約為0.09。
通俗來(lái)說(shuō),夸克和輕子是構(gòu)成世界的基本粒子。中微子屬于輕子,盡管其質(zhì)量十分微小,但對(duì)宇宙的形成與演化起到關(guān)鍵作用。中微子又分為三種類型,即電子中微子、μ中微子和τ中微子。
中微子振蕩是指一種中微子在飛行中自發(fā)變成另一種中微子,理論上三種類型兩兩組合,遂產(chǎn)生三種振蕩模式??茖W(xué)家們?cè)?998年發(fā)現(xiàn)大氣中微子振蕩,對(duì)應(yīng)于θ23;在2002年發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)中微子振蕩,對(duì)應(yīng)于θ12。尋找第三種振蕩模式θ13是中微子研究的必然,也是必爭(zhēng)。
大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)工程副經(jīng)理曹俊回憶,2003年時(shí)先后有7個(gè)國(guó)家提出8個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,中國(guó)的大亞灣、法國(guó)的Double Chooz和韓國(guó)的RENO進(jìn)入實(shí)施。大亞灣團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成多個(gè)中微子探測(cè)器模塊,探測(cè)精度和數(shù)據(jù)獲取效率位居國(guó)際同類裝置第一,最終率先公布發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩模式。僅25天后,RENO也發(fā)布相似結(jié)果。
“我們的實(shí)驗(yàn)精度比別人高,方案設(shè)計(jì)有優(yōu)勢(shì),環(huán)境也有優(yōu)勢(shì),再加上我們?cè)趫?zhí)行過(guò)程中沒有錯(cuò)誤,最后就能達(dá)到‘完美’。”王貽芳概括說(shuō)。
“高冷”理論就像是一座高峰,第一個(gè)沖頂者將被載入史冊(cè)?!犊茖W(xué)》期刊評(píng)價(jià)稱:“這一實(shí)驗(yàn)成果無(wú)疑讓中國(guó)的粒子物理研究在世界領(lǐng)域中占據(jù)了一席之地”。據(jù)統(tǒng)計(jì),項(xiàng)目組發(fā)表文章在科學(xué)引文索引(SCI)他引次數(shù)達(dá)869次,高能物理數(shù)據(jù)庫(kù)(INSPIRE)他引次數(shù)達(dá)1736次,反映了中國(guó)中微子物理的國(guó)際影響力。
科學(xué)家們并未止步。王貽芳告訴中新網(wǎng)記者,2012年至今大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組主要進(jìn)行三方面工作:首先是把測(cè)量精度由20%提高到4%;其次是對(duì)反應(yīng)堆中微子能譜進(jìn)行精確測(cè)量,發(fā)現(xiàn)能譜與理論預(yù)言的不一致;第三是尋找新的中微子類型,但“目前還沒有看到不活躍中微子的存在跡象”。
“大亞灣實(shí)驗(yàn)裝置將運(yùn)行到2020年,我們要為世界提供最精確的參數(shù),把性能挖掘到極致?!彼f(shuō)。
在王貽芳看來(lái),大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)重要功能:積累信譽(yù)。
歸國(guó)15余年,他對(duì)科研經(jīng)費(fèi)感觸頗深:“當(dāng)初高能所每年人均經(jīng)費(fèi)僅是國(guó)際同行的二十分之一”。想要說(shuō)服外界對(duì)中微子物理這樣新鮮而神秘的領(lǐng)域投入,需要信譽(yù)。得益于大亞灣中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目打下基礎(chǔ),正在建設(shè)的第二個(gè)大型中微子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“江門中微子實(shí)驗(yàn)站”更為順利。
中新網(wǎng)記者獲悉,江門中微子實(shí)驗(yàn)站將于2020年建成,運(yùn)行時(shí)間達(dá)30年。其間,項(xiàng)目組計(jì)劃在2026年左右完成中微子質(zhì)量順序測(cè)量,然后改造裝置,轉(zhuǎn)攻“中微子與反中微子是否是同一個(gè)粒子”命題。
南極冰下實(shí)驗(yàn)、地中海海底實(shí)驗(yàn)、美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室、日本超超級(jí)神岡探測(cè)器、印度中微子觀測(cè)站等在內(nèi)的諸多國(guó)際團(tuán)隊(duì),均計(jì)劃向中微子質(zhì)量順序發(fā)起沖擊。中國(guó)中微子物理的下一次“沖頂”或許愈發(fā)艱難。“必須有自己的特殊之處,包括科學(xué)思想、核心技術(shù)、發(fā)展路線和一定的運(yùn)氣。”王貽芳說(shuō),還好,他們的運(yùn)氣一直不錯(cuò)。(完)
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