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【上观新闻】互联网就是高能物理学副产品,物理学大咖为你讲述粒子加速器的故事
2018-06-21|文章来源:上观新闻 黄海华 |【
 

  

    6月20日下午,由上海市科协和李政道研究所联合主办的“粒子物理理论和实验的回顾与展望”学术报告会在科学会堂举行,美国密西根大学杰出教授Gordon Kane、德国Freiburg大学教授Peter Jenni和中国科学院高能物理研究所所长王贻芳作了精彩阐述。

  高能粒子加速器对非物理学家同样有好处

  “有没有可能除了高能粒子撞速器来帮助我们发现新粒子?有没有可能不需要新的实验设备而出现新的理论概念和工具来帮助科学向前迈进?答案都是没有。”世界著名理论物理学家Gordon Kane,曾任密西根理论物理中心主任,在Higgs物理以及超对称物理中有着极为重要的贡献。报告会上,他分享了和知名物理学家霍金生前的一些探讨。

  至于高能粒子加速器对其他非物理学家是否有好处的问题,Gordon Kane给出的答案是肯定的。比如,电磁学、电磁技术、超导技术,这些都在粒子对撞项目中得到了长足的发展,如今已创造了成百上千亿的价值。影像分析技术,最早也是从加速器产生的,今天被广泛应用到了医学、电子设备和智能手机。现在有超过2500万个使用root技术的软件,主要用于金融分析,产生的价值超过了50亿欧元之多,而root最早是分析粒子对撞结果的数据。此外,诺华制药企业运用加速器已经产生了超过39亿美元的价值。

  尽管目前在欧洲核子研究中心,将近四分之一的物理学博士已经不从事粒子物理学的研究,他们为其他领域创造了价值。第三次工业革命是互联网推动的,互联网本身就是高能物理学的副产品,可以说正是对数据和储存的需求,推动了人类技术的革命。

  在Gordon Kane看来,即使是初创公司,特别是在科学领域,如果拥有电子对撞机或者是对撞器的经验,在他们进入市场的时候,也会有更大的机率获得成功。“投资建设粒子加速器一定会产出大于投入,毫无疑问会在经济上产生效应,且远远超过投资的好几倍。”

  即使是博士生也可以在大项目中找到价值

  Peter Jenni,曾于2011年第一次来上海参加高能物理大会,他很高兴再次来到上海。上世纪80年代,他参与和领导了欧洲核子研究中心的UA2国际合作实验,1983年参与发现了W和Z玻色子(1984年度的诺贝尔物理学奖),担任过大型强子对撞机ATLAS大型国际合作实验组的发言人,为2012年发现“上帝粒子-希格斯玻色子 ”做出了杰出贡献,该发现为2013年度诺贝尔物理学奖提供了关键的实验证据。

  “我们花了一年的时间才把电磁超导的线圈完成包装和缠绕。”ATLAS大型国际合作实验组,是由38个国家182所大学和研究所约3000名研究人员组成,此外还有超过1000名博士生也积极地参与到这一项目当中。在Peter Jenni 看来,对撞机除了产生经济效益,也会在教育和国际合作领域产生益处。上海交大、中科院物理研究所、中科大等也参加了ATLAS的项目。

  如何管理3千名科学家?一名博士生如何在大项目中找到自己的价值?Peter Jenni说,这个团队里的每个人都非常热情,希望贡献自己的最佳能力来达到目标。并非是3千人做一个实验,而是不同的人做不同的事情。在大型科学项目中,即使是一名博士生也有机会进入科学前沿,或是参与其中找到自己的价值。

  听说上海也有一些大科学装置,Peter Jenni建议可以利用自身优势选定一个或几个方向,不可能每样都做。

  科学上的事情规划不出来

  “北京正负电子对撞机目前仍然是领先的。” 中国科学院院士、中科院高能物理研究所所长王贻芳,2015年11月分享了基础物理学突破奖,是首位获得该国际大奖的中国科学家。

  中国真正的高能物理研究正是从北京正负电子对撞机开始的,从1984年建设到1988年运行,2004年开始改造,2008年完成改造。“当时的科学家做了非常英明的决定,这个加速器使得我们有了差不多30年的发展空间,一直在国际上领先。期间曾经被其他国家的加速器超过,但是经过改造后,我们仍然是领先的,而且通过30多年的工作,我们积累了大量的技术和经验,比如说世界先进的双环加速器。”

  2012年3月,由王贻芳领导的大亚湾中微子实验发现了新的中微子振荡模式,成果入选美国《科学》杂志评选的年度十大科学进展之一。之后,他们又做了江门中微子实验,在两个核电站之间的一座小山下面做探测器。“大亚湾的探测器是20吨,现在的是20000吨。我们要建一个直径35米的有机玻璃球,同时建一个地下实验大厅,50米直径70米高,几乎是世界上最大的探测器。”

  这也是一个大型国际合作项目,包括欧洲、美洲等科研机构。“如果有足够的科学意义,别人就会愿意一起合作,未来的大型项目一定是国际合作,自己关起门来,意义也是有限的。”

  谈到科学规划,王贻芳认为科学上的很多事情是规划不出来的,需要让科学家去做自己想做的事情。政府在基础研究上还需要有更多的投入。

  (原载于:https://www.jfdaily.com/news/detail?id=93758 )


 
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