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建大型对撞机研究"幽灵粒子"?诺奖得主

加拿大家园 iask.ca 2019-11-11 07:57 来源: 科技在线 作者: 点击:

为通过超高能对撞实验研究“幽灵粒子”希格斯粒子之谜,推动科学家探索认知物质世界根本性质,中国高能物理学家提出建设下一代大型对撞机——环形正负电子对撞机(CEPC)方案备受关注,围绕该方案所引发的质疑与热议也一直在持续。

中国科学院外籍院士、著名美籍华人科学家、诺贝尔物理学奖得主丁肇中近日应邀参加中科院前沿科学国际战略研讨会并做首个大会报告,虽然他并未对CEPC方案直接表态,但报告过程中关于实验对自然科学发展的重要性、坚持实验不能因名人反对而放弃的相关表述,则颇为意味深长和耐人寻味。

他强调,实验是自然科学的基础,“理论如果没有实验的证明,是没有意义的。当实验推翻了理论后,才可能创建新的理论,理论不可能推翻实验。过去400年,我们对物质基本结构的了解,大都来自于实验物理”。

丁肇中指出,他领导的大多数实验受到很多人反对,理由包括实验没有物理意义、实验极困难不可能成功等。过去40年,有很多优秀的中国科学家和他合作,并在实验中做出世界公认的贡献。这些实验的结果改变了对宇宙的认知,每个实验都自己发展新的仪器,使实验成功。

他回忆与中国科学家合作40年的第一个成果发现“胶子”时说,上世纪60至80年代,自己在德国DESY实验室工作,实验室准备建设正负电子对撞机的时候,最反对的人是诺贝尔奖得主海森堡,而“胶子”正是在DESY正负电子对撞机上发现的。27名中国科学家参加这次实验,这在有关核粒子的国际合作研究项目史上是第一次,也是中国的一大贡献。

丁肇中介绍,与中国科学家合作40年第二个实验是他领导的欧洲核子中心L3实验,中科院上海硅酸盐研究所为实验生产BGO晶体,中科院高能物理研究所对L3实验数据分析作出重要贡献;第三个实验是国际空间站上的阿尔法磁谱仪(AMS),中国科学家对AMS制造、测试和数据分析作出非常重要的贡献。

自2011年5月安装在国际空间站上以来,AMS已稳定连续运行超过8年,收集了超过1470亿个宇宙线数据,能量高达万亿电子伏特。AMS有很多重要发现,包括宇宙线核子的测量跟理论预期都不一致——现有理论都是错误的、高能宇宙线正电子可能来自于暗物质等,中科院高能所科学家对宇宙线正电子的测量作出重要贡献。到2028年,AMS将对暗物质的本质做出确定性的结论,并将解决重质量反物质的起源、宇宙线辐射在太阳活动周期中的变化规律等问题。

中科院高能所称,作为北京正负电子对撞机之后的下一代中国高能加速器,CEPC目标是探索研究粒子物理目前最热门前沿、也是标准模型最大疑点的希格斯粒子。该所拥有30多年北京正负电子对撞机的经验,规划建设CEPC关键技术也有很好的基础。继CEPC概念设计完成并通过国际评审认可后,CEPC两卷《概念设计报告》也正式发布。目前,争议漩涡中的CEPC预研工作已全面展开且进展顺利。

丁肇中指出,历史上曾有很多名人提出一些不准确的言论,但高能物理在对撞机实验获得的很多诺贝尔物理学奖成果,改变了人类对宇宙的基本认识。他认为,“说大加速器没有用是不可靠的”,对撞机实验还有发现空间。“中国有很多世界一流的实验物理科学家,他们有想像力、有发展新技术及领导国际合作的经验和能力,他们可以主持最前沿的实验物理,继续为人类知识作出贡献。”

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