
一个人站在巨大的ATLAS侦测器前,这是连接到大型强子对撞机的六个侦测器中最大的一个 网 图
2008年9月,位于瑞士与法国交界处的欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)正式启动。作为人类历史上最大规模的粒子加速实验装置,大型强子对撞机将会为有关物质基本结构理论、质量起源等物理学基本问题的研究带来激动人心的机遇。
大型强子对撞机能够将质子和反质子在地下约60米周长27公里的储存环中加速到七万亿电子伏并发生对撞,可以产生目前人类在实验室环境下的最高能量。在这项计划总投资约40亿欧元的国际合作项目里,包括中国在内的世界80多个国家的7000多名科学家和工程技术人员已为此奋斗了几十年。科学家们期待借助于强子对撞机创造的极端环境和巨大能量,加深对宇宙诞生和质量的起源等问题的理解,并试图寻找理论上预言的“上帝粒子”———希格斯玻色子。这项研究在大型计算、医学、物理学等众多领域都有巨大的推动作用和应用潜力。
近半个世纪以来,我国科学家在物质结构和质量起源的前沿问题上一直进行着长期而卓越的研究工作,并获得了国际同行的广泛认可。北大理论物理所的几代理论物理学家在物质质量来源、超对称理论、额外空间维数、宇宙冷暗物质等与LHC实验密切相关的问题上取得了一批成果,LHC的建成让这些理论与实验的结合成为可能。在LHC的合作建造过程中,中国组(包括北京大学)自1999年起正式承担了LHC两个探测装置之一的紧凑型μ子螺旋型磁谱仪(CMS)的端部和桶部的部分研制任务。这是我国政府首次投资参与重大国际科研合作项目,共投入1800万元人民币。我校物理学院高能实验组自1996年起成为CMS国际合作组成员,承担了CMS关键的探测器之一的μ子触发系统阻性板探测器(RPC)的研制和组装调试任务。经过近十年的不懈努力,我国科学家和工程技术人员吸收国际最新技术,大胆创新,克服了从理论技术到制造工艺等方方面面的困难,圆满完成了任务,并获得了LHC其它成员的认可和信任。由于中国组的出色表现,CMS国际合作组已经计划将下阶段RPC等部件的升级工作交给中国组完成。
在谈到参与LHC对中国的意义时,北大物理学院院长叶沿林形象地说,加入大型强子对撞机的建设是中国政府首次以国家的身份投资参与重大的国际科研合作项目,是拿到了一张科学盛宴的“入场券”。在此之前,我国科学家大多是以访问交流学者的身份在接到邀请后得以有机会参与国际大型研究项目。而这一次,中国的优秀科学家第一次以主人的身份参与到了国际最前沿的科研合作中,既承担了重要的任务,也分享了这一世界最先进的高能物理研究中心的成果。LHC投入运行后,北大冒亚军、钱思进、班勇等教授领导的团队会在选取研究课题上尤其关注中国理论物理学界的特色理论预言,将我国优秀的理论物理成果与世界最先进的实验装置结合起来,在这次举世瞩目的国际科学合作中担任更为积极主动的角色。 (王 诚)