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王贻芳院士在国科大作“探索无穷——物质结构和宇宙”专题讲座
2018-03-30|文章来源:中国科学院大学新闻网 |【
 

  2018年3月20日晚7点,中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座Ⅱ第68讲在玉泉路校区礼堂举行。本次讲座的主题是“探索无穷——物质结构和宇宙”,主讲人是中科院高能物理研究所所长、中国科学院院士、中国科学院大学博士生导师王贻芳。王贻芳向学生们讲述了对粒子物理与天体物理研究的目标与方法,并主要介绍了现在与未来微观粒子的大科学装置。

  首先,王贻芳回顾了人类对宇宙和物质结构不断探索的历程,两千五百余年来,从元素到分子、原子再到更小的粒子,各种理论不断发展。虽然粒子物理这门学科发展历史只有七十余年的时间,但仍取得了十分辉煌的成果。王院士讲述了粒子物理与宇宙学的紧密联系,尽管粒子物理研究的是极小的物质内部结构,而宇宙学研究的是极大的宇宙空间,但它们都是研究高能量与高温度的状态,是经过不断自然发展与深化的。而在这些领域内,仍然有大量亟待突破的重大科学难题,在等着科学家们不断探索。王贻芳也鼓励那些对粒子物理和天体物理感兴趣的同学,投入到这些研究中来,并为之奋斗终生。

  接着,王贻芳仔细讲述了粒子物理研究的内容和目标,及其对粒子物理标准模型(SM)的不断完善和改进,向着高能量、高强度、宇宙学等方向拓展。研究粒子物理会有一些独特的方法,最基础与最核心的便是利用加速器进行各项研究,并利用研究宇宙线、中微子、宇宙学等手段进行辅助研究。与此同时,粒子物理研究并不“高冷”,它的研究设备和研究方法的应用十分广泛。目前,全球约有一半的加速器应用于医学上的研究而得出更多治疗方案。而粒子物理所用到的大科学装置,如同步辐射光源、散裂中子源等,也会对凝聚态物理、地质、生物、材料等诸多学科起到巨大的推动作用。粒子物理研究采用了各领域最先进的技术,极大地推动了科学与技术的发展,起到了先行者的作用。

  紧接着,王贻芳利用对粒子物理标准模型特点、不足、发展等的分析,着重介绍了我国粒子物理和粒子天体物理研究现状和未来规划。针对天体物理,五十年代以来我们就有了对宇宙线的观测;在西藏,阿里计划通过精确测量宇宙微波背景辐射,探测原初引力波;空间实验与探测方面,“慧眼”卫星在双中子星并合产生引力波及电磁对应体事件做出了重要贡献;在未来,中国领导的国际合作将大放异彩,eXTP与HERD等设备将帮助解决诸多天体物理问题。

  接下来,他详细介绍了我国有关中微子的大科学装置的现状与未来发展规划。大亚湾中微子实验将实验精度提高十倍以上,建设过程中解决了大量的技术难题,成功在2012年获得了详细的实验成果,论文被引用次数达1300余次。下一步,利用江门市独特的地理位置优势,国家将建成江门中微子实验(JUNO)装置,并力求达到探测器性能最好的记录。团队遇到了数项关键的技术挑战,如有机玻璃球的建造、液体闪烁体的输装、光电倍增管的制作、地下实验大厅的建造。建设团队严谨细致的解决了这些问题,并在其他相关产业获得突破。

  最后,他还就粒子物理及标准模型的主要问题(很多跟Higgs粒子有关),介绍了我们下一步的目标:CEPC-SPPC科学装置。这在国际上属于最前沿的研究范围,我们发力较早,而其余国家忙于其他粒子物理实验,我们国家在这一方面大有可为,期待做出更大的成就!

  讲座结束同学们积极提问,王院士也认真地回答了同学们提出的问题。讲座结束,同学们爆发出热烈的掌声。

(原载于中国科学院大学新闻网 )


 
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