作者:马卓敏 来源:中国科学报 发布时间:2016/2/22 10:12:26
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访王贻芳:打造国际领先的高能物理研究基地

王贻芳

 

高能所自主研制的多通道低温管线

 

高能所内的“物之道”雕塑

 

高能所外景

■本报见习记者 马卓敏

日前,随着美国激光干涉引力波天文台第一次直接探测到引力波的存在,人们纷纷开始将注意力投射到引力波上。

在目前中国引力波研究的三个主要方向上,中科院高能所便占据一席。由其主持的“阿里计划”与中山大学领衔的“天琴计划”和刚刚公布的中国科学院“太极计划”一起构成中国引力波探测多点并进新局面。凭借“阿里计划”,高能所的科学家期待,由自主“阿里CMB探测计划”,能够成功破译“宇宙诞生”密码,领导建设北半球首台CMB望远镜。

其实,引力波探测只是高能所从事的众多重大项目之一。作为中国高能物理领域举足轻重的“角色”,高能所早已是我国高能物理研究、先进加速器物理与技术研究及开发、利用先进射线技术与应用的综合性研究基地。

“阿里计划”与粒子物理设想

之所以选择西藏阿里地区实施引力波计划,高能所所长王贻芳介绍,原初引力波非常微弱,要尽量选择干扰小的区域。目前,科学家在全球共选出4个最佳观测点,而我国阿里地区便榜上有名。据介绍,未来阿里将成为北半球天区第一个地面观测点,开启北天区原初引力波观测的新窗口。

王贻芳指出,由于国内引力波研究基础薄弱,所以高能所的“阿里计划”将通过国际合作完成。“目前中美有关方面已经签署了相关合作协议。未来由于‘阿里项目’造价小、周期短,大约5年便可出成果。”

如今,寻找暗物质粒子,结合粒子物理和宇宙学的研究已经成为21世纪天文学和物理学发展的重要趋势,特别是随着暗物质粒子探测卫星顺利升空,更让粒子物理学走进了大众的视野。王贻芳认为,当前日本、美国、欧洲都有一个长期的粒子物理研究规划。“高能所粒子物理学未来的发展规划和全世界整个粒子物理学的发展规划是紧密相连的。”他指出,高能所认真分析了我国粒子物理研究的历史和现有能力,判断出我国粒子物理学未来发展的切入点,并结合国际粒子物理研究竞争态势与互补的各种可能性,提出了我国未来二三十年间粒子物理发展设想。“其实也谈不上规划,只能说是一个设想,通过和国家相关部门沟通,希望他们能接受我们的设想。”

多年来,高能所参与了众多欧美同行的国际合作项目,如今也通过进步吸引了许多欧美科研机构参与到高能所的项目中。据王贻芳介绍,高能所依托北京谱仪、羊八井宇宙线观测站、大亚湾中微子实验、江门中微子实验等项目,已成功组织了多项大型国际合作,并与世界几十所大学和科研机构建立了长期稳定的合作关系,参与了欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)等重要国际粒子物理合作。

更远的未来是环形对撞机

如今随着大亚湾中微子实验获得基础物理突破奖,更印证了高能所在粒子物理研究上的不俗实力,高能所三个重大突破之一的粒子物理研究已基本尘埃落定。王贻芳表示,高能所另一项重大突破——大科学装置的建设也在有条不紊地进行着,包括东莞的散裂中子源、ADS、江门中微子实验以及即将发射的硬X射线调制望远镜和开始建设的高能光源和高海拔宇宙线设施,这些任务按计划都会在2020年左右完成。

王贻芳期待能在2016年对环形对撞机进行预研,也希望得到国家的支持。“预研要解决一些关键的技术问题,通过这些关键技术的研究,我们一方面可以在技术上提高一大步,达到国际先进水平;另一方面可以作出整个加速器建设的具体实施方案,同时造价也会更加清楚。”他强调,“每一代加速器都会在原有装置的基础上前进一大步,我们要在欧洲核子中心有关装置的基础上改进提高。我们不会复制别人,在建设完成后要能够在科学上和相关技术上领先别人至少30年。”

我国的巨型对撞机将实施“两步走”战略:第一步是实现电子对撞阶段;第二步是质子对撞。设想中,2022年要先开始建设电子对撞机,到2040年再建造质子对撞机。“与原有北京正负电子对撞机240米的周长相比,环形对撞机周长将达到80到100公里,规模是完全不同的。”王贻芳说。

充分发挥交叉学科优势

建所以来,高能所开创并推动了我国粒子物理实验、粒子天体物理实验、粒子加速器物理与技术、同步辐射技术及应用等学科领域的发展,培养了一批优秀科学家,取得了多项高水平研究成果,为我国科技事业的发展作出了重要贡献。

作为重要的交叉学科研究基地,如今高能所已经成为基于大科学装置的一个多学科研究中心。通过发挥大科学装置集群、多学科交叉的综合优势,研究所积极开展重大科学和前沿高技术探索,取得了一批高水平研究成果,引领带动了我国相关领域研究进入世界前列。“我们首次提出了新型纳米药物的设计;开展了环境科学、生物大分子结构、核燃料后处理、工业和医学成像设备、辐照加速器等方面的研究;获得了古化石样品内部结构的高分辨图像以破解古生物进化问题等。”据王贻芳介绍,高能所还率先开展高能天体物理实验、高空科学气球平台建设,参与载人航天和月球探测工程重大专项,取得了多项重大成果,为我国的粒子天体物理研究与空间探测作出卓越贡献。

但这也多少带来了些许质疑之声。面对质疑,王贻芳坦承,大家的认识仍有很多不同。“很多人认为高能所做高能就好了,但我认为高能所只做高能并没有把全部潜力发挥出来,还有很多其他方面的潜力是可以发挥的,如果条块分割过于清晰势必会削弱我们的科研产出。”王贻芳表示,国际上像阿贡、布鲁克海文、伯克利这样的基于加速器的大型实验室都是多学科的交叉研究中心。“我们的名字虽然叫高能物理所,但实际上是基于加速器的多学科研究中心,大量的基于加速器的研究都在这里开展,我们有同步辐射装置,在东莞还有散裂中子源装置,未来我们的中子射线和X射线将同时用于各种材料、样品、分子结构的分析,从地质到生物、材料再到环境,会涉及各个领域。”

不为大多数人所知的是,高能所还是我国互联网技术发展的先驱。1986年建成了中国第一条国际计算机通讯线路,曾向国外发出中国第一封E-mail,建设了中国第一个“3W”网页。目前,高能所是网络国际出口带宽最大的研究机构,并建有到大亚湾、羊八井、东莞等工程园区的专用高速网络。

作为科研工作者,科学家首先要对科学具有热情,对科学真理的追求超越人生中的一切。王贻芳认为,以此为基础其他的素质也都是有益的,包括勤奋、努力和对本领域的基本技能、知识规律的掌握以及对科研的组织、管理方式和整个研究路线及方式方法的设计等。

展望未来,王贻芳表示,高能所的战略定位是建成国际领先的大型、综合、多学科的高能物理研究基地,并将始终坚持面向世界科技前沿和国家战略需求,紧密围绕研究所战略定位,努力提升自主创新能力。

《中国科学报》 (2016-02-22 第5版 创新周刊)
 
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2016/2/23 10:16:15 luchhi
现在在东莞建散粒中子源!
本人没有到过东莞,但是该装置会有我的贡献。耦合层的试验研究已经通过该中心验收,正式工件也已经到本校,等待签约开工。
耦合层调控了出射中子能量。
2016/2/22 20:44:03 qims
20 年前我就聽到過這樣的話
2016/2/22 17:05:35 Hrrrli
人体与宇宙是同感相同体,宇宙的电子通信对应夫妻性生活的精卵子传输密信。不能离开人生去研究纯粹的物理象想。我们文科的美女总是失贞后嫁后你们这些理工科生给你们绿帽子。所以你们理科要多研究人生,所以我说宇宙是人生宇宙。
2016/2/22 16:18:45 lxj1166
http://blog.sciencenet.cn/blog-2983321-947842.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2983321-949452.html
2016/2/22 16:16:00 lxj1166
对于微观粒子结构常数也同样简单计算就可以获得。包括卡毕博角、温博克角、alpha常数,而且,精度可以达到任意位的要求。
目前已有7条评论
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