印象慶陽(yáng)網(wǎng)訊  對(duì)生活在柴米油鹽中的普通人來(lái)說(shuō)，構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子顯得過(guò)于遙遠(yuǎn)。而對(duì)高能物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，粒子的世界很精彩，有著奇特的魅力。

近日，歐洲核子研究中心召開(kāi)發(fā)布會(huì)，宣布觀測(cè)到由五夸克組成的重子態(tài)，標(biāo)志著人類(lèi)離認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的本質(zhì)又近了一步。這其中，就有我國(guó)清華大學(xué)高原寧團(tuán)隊(duì)和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)科研人員所作出的貢獻(xiàn)。

從發(fā)現(xiàn)到證實(shí)五夸克態(tài)的存在，團(tuán)隊(duì)花了大半年時(shí)間反復(fù)驗(yàn)證，“守得云開(kāi)見(jiàn)月明”

在五夸克態(tài)被確定存在后，原以為高原寧——清華大學(xué)高能物理研究中心主任、LHCb（大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)底夸克實(shí)驗(yàn)）中國(guó)組的負(fù)責(zé)人平靜的生活會(huì)被打破，但他仍是一副笑呵呵，和藹可親的樣子，時(shí)常將印有CERN（“歐洲核子研究中心”）圖樣的撲克送給同事。多年來(lái)，“粒子”“夸克”一直是高原寧人生里的關(guān)鍵詞。如今，生活的重心依舊。

LHCb合作組清華大學(xué)成員。（左起：高原寧、張黎明、楊振偉）

高能物理學(xué)又稱(chēng)粒子物理學(xué)，致力于研究微觀世界物質(zhì)如何構(gòu)成，萬(wàn)千粒子之間如何互動(dòng)……粒子的“小世界”里蘊(yùn)藏著大世界的秩序。

1964年，美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼提出“夸克模型”，認(rèn)為質(zhì)子和中子不是基本粒子，而是由3個(gè)夸克組成的。蓋爾曼也提到，可能存在奇特類(lèi)型的粒子，比如在介子或重子中加入一對(duì)正反夸克形成四夸克介子或五夸克重子。為尋找這些奇特態(tài)的粒子，數(shù)十年來(lái)，科學(xué)家付出了巨大的努力。終于，2013年，中國(guó)科學(xué)家在北京譜儀實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了zc（3900）粒子，被學(xué)界公認(rèn)為是四夸克態(tài)存在的證據(jù)。而如今存在了半個(gè)多世紀(jì)的五夸克態(tài)假設(shè)終于被證實(shí)，粒子物理界為之振奮。這意味著，人類(lèi)又發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)的新形式。

從發(fā)現(xiàn)到證實(shí)五夸克態(tài)的存在，團(tuán)隊(duì)花了大半年時(shí)間反復(fù)驗(yàn)證，排除了所有可能性才最終確定。而這半年時(shí)間，團(tuán)隊(duì)中每一個(gè)人的日程表，幾乎是以分鐘為單位來(lái)計(jì)時(shí)。

作為L(zhǎng)HCb8個(gè)課題組其中之一的召集人，清華大學(xué)副教授楊振偉每天需要參加很多視頻會(huì)議，時(shí)間排得滿(mǎn)滿(mǎn)當(dāng)當(dāng)。視頻會(huì)議常常少則一二十人，多則上百號(hào)人，分析數(shù)據(jù)、討論問(wèn)題、交流進(jìn)展、協(xié)調(diào)分歧，楊振偉儼然一個(gè)“大家長(zhǎng)”。北京與歐洲有六七個(gè)小時(shí)的時(shí)差，通常下午開(kāi)完一個(gè)會(huì)，接著晚上又有一個(gè)，中間他還得擠出時(shí)間和家人吃頓晚飯，再匆匆趕回學(xué)校。他常常詫異，怎么轉(zhuǎn)眼就到凌晨了？

在視頻會(huì)議之外，團(tuán)隊(duì)還要常常往歐洲跑。清華大學(xué)副教授張黎明周五還在清華做實(shí)驗(yàn)，兩天后已身在歐洲核子研究中心，承擔(dān)科研組的監(jiān)測(cè)值班任務(wù)。

對(duì)于“守得云開(kāi)見(jiàn)月明”，高原寧團(tuán)隊(duì)只興奮了不長(zhǎng)時(shí)間，“接下來(lái)，還有很多該做的，正如十幾年來(lái)一直做的那樣。”高原寧心里已經(jīng)開(kāi)始盤(pán)算接下來(lái)的任務(wù)，當(dāng)初從猜測(cè)到證實(shí)，試了上百種組合可能性；現(xiàn)在分析五夸克態(tài)的組織結(jié)構(gòu)和規(guī)律，后續(xù)研究將需要更持久的努力，“就如同年復(fù)一年看星星，團(tuán)隊(duì)突然被五夸克態(tài)這顆流星照亮了。但還有比這更大的流星，接下來(lái)仍要日復(fù)一日地繼續(xù)。”

中國(guó)人擔(dān)任歐洲核子研究中心8個(gè)物理課題組中兩個(gè)組的召集人，成為“夢(mèng)之隊(duì)”的一員

相較于這次成果的取得，更令團(tuán)隊(duì)引以為榮的，是能夠成為高能物理研究“世界夢(mèng)之隊(duì)”的一員。

歐洲核子研究中心是粒子物理界的“夢(mèng)之隊(duì)”。這里有著最先進(jìn)的設(shè)備、最前沿的理念、全世界最優(yōu)秀的高能物理領(lǐng)域的科研人員。而在這里的8個(gè)物理課題組中，中國(guó)成員已擔(dān)任了兩個(gè)組的召集人。要知道，只有綜合素質(zhì)過(guò)硬，得到同行一致認(rèn)可的人才能成為召集人。“從最初的攬小活幫小忙，到現(xiàn)在已有實(shí)力與國(guó)際同行平起平坐，甚至獨(dú)當(dāng)一面，中國(guó)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)站在了最高的平臺(tái)上‘看星星’。”高原寧介紹。

作為開(kāi)拓者，高原寧希望有更多的年輕人接過(guò)他們手中的接力棒，在高能物理領(lǐng)域取得更大的成就。于是，在科研之余，培養(yǎng)人才、釋疑解惑，就成為了團(tuán)隊(duì)的主要工作。

雖然反復(fù)講述的都是最基礎(chǔ)的內(nèi)容，但高原寧每次講都有新鮮感，總感覺(jué)還可以挖掘得更深。由于很多問(wèn)題沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案，高原寧與學(xué)生的交流往往是開(kāi)放式的。近期，一批博士生前往歐洲核子研究中心學(xué)習(xí)，高原寧特別珍惜與學(xué)生之間每周一次的視頻會(huì)議，但針對(duì)學(xué)生的困惑，他卻往往點(diǎn)到為止，“我們都是過(guò)來(lái)人，比起干預(yù)，指導(dǎo)他們?nèi)プ杂砂l(fā)揮、嘗試創(chuàng)新更重要。”

對(duì)于中國(guó)未來(lái)高能物理領(lǐng)域的發(fā)展，清華大學(xué)高能物理研究中心的成員們有著這樣的期望：中國(guó)目前開(kāi)展粒子物理研究的高校和科研機(jī)構(gòu)還不超過(guò)10家，但美國(guó)前百?gòu)?qiáng)的學(xué)校都開(kāi)展了相關(guān)專(zhuān)業(yè)。一個(gè)人拿簡(jiǎn)陋望遠(yuǎn)鏡捕捉流星的可能性很小，如果500個(gè)人拿著先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡，機(jī)會(huì)就大得多。

為了讓更多人有更多機(jī)會(huì)捕捉到科學(xué)的“流星”，清華大學(xué)高能物理研究中心的團(tuán)隊(duì)有這樣一個(gè)野心：在中國(guó)本土建造一個(gè)隧道長(zhǎng)度是歐洲目前所擁有的對(duì)撞機(jī)隧道長(zhǎng)度5倍的高能環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)。“這個(gè)夢(mèng)想目前還只在概念設(shè)計(jì)階段，實(shí)現(xiàn)或許需要10年、20年、30年，但無(wú)論怎樣，我們會(huì)朝那個(gè)方向努力，為下一代人鋪好道路，也將全世界的高能物理人才吸引到中國(guó)來(lái)。”高原寧說(shuō)。

遨游在粒子世界里，他們樂(lè)此不疲，“自言其中有至樂(lè)，適意無(wú)異逍遙游”

在高原寧的記憶里，有這樣一件事，一直激勵(lì)著自己執(zhí)著前行。2012年，法國(guó)科學(xué)家獲得當(dāng)年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，當(dāng)年恰巧有幾個(gè)法國(guó)小姑娘來(lái)清華大學(xué)參觀，提及自己國(guó)家的科學(xué)家獲獎(jiǎng)，小姑娘十分自豪，在她們心中，科學(xué)家們對(duì)于人類(lèi)的貢獻(xiàn)值得尊敬。孩子的熱忱，讓高原寧感動(dòng)，“被科學(xué)的流星照亮要靠機(jī)遇，而一直在黑暗中摸索的人，若能獲得這樣的理解，將是莫大的鼓舞。”

很多人不太能理解他們對(duì)高能物理的熱愛(ài)與專(zhuān)注。每每被問(wèn)及“做這個(gè)有什么用，為什么要去做”，楊振偉并不習(xí)慣跟人解釋。“圈子不同，生活方式自然不同，但對(duì)事業(yè)的熱愛(ài)應(yīng)該是一樣的。”他小聲念起蘇軾的詩(shī)句：“自言其中有至樂(lè)，適意無(wú)異逍遙游。”

雖然還住在五六十平方米的學(xué)校宿舍里，楊振偉覺(jué)得也挺好，做科研累了，逛逛校園能讓自己心思平靜。而且，遠(yuǎn)離社會(huì)的喧囂，單純而執(zhí)著地在粒子世界里遨游，他樂(lè)此不疲，“還有什么比朝著目標(biāo)努力更快樂(lè)的事呢？何況，科學(xué)探索本就是對(duì)未知領(lǐng)域的開(kāi)拓，多堅(jiān)持一天，所得就多一點(diǎn)。”楊振偉說(shuō)。

對(duì)于物理的熱愛(ài)，他們也希望能夠讓自己的下一代傳承。張黎明最?lèi)?ài)給兩個(gè)孩子講科學(xué)家的故事，楊振偉也喜歡給孩子講自己做實(shí)驗(yàn)時(shí)的故事。在楊振偉的書(shū)架上，至今保留著一本他2004年在舊書(shū)攤淘到的中文版《伯克利物理學(xué)教程（力學(xué)）》，那是他的物理啟蒙讀物。他說(shuō)，如有可能，會(huì)一直留著，留給孩子。

五夸克態(tài)之后，是否還有六夸克態(tài)？還有哪些新的奇特態(tài)粒子等待發(fā)現(xiàn)？高原寧很期待答案，“對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，很多時(shí)候你并不知道將得到什么樣的結(jié)果。”