回眸北大“211工程”(三)——追索时空的鸿沟
来源:新白娘子传奇网 发表于2019-07-06 21:46:17 编辑:古力娜扎
摘要: 编者按:十年前,国家为执行科教兴国的巨大战略,启动了在我国教育和科学展开史上具有创始性含义的211工程。工程的施行,在学科制造、人才培育、科

  编者按:十年前,国家为执行“科教兴国“的巨大战略,启动了在我国教育和科学展开史上具有创始性含义的“211工程”。工程的施行,在学科制造、人才培育、科技立异等方面为北京大学这样一所百年名校的展开,供给了重要的物质支撑和精力支撑。在短短的十年左右的时刻中,全体师生联合前进,开拓立异,以奋发向上的精力面貌和丰盛的学术科研效果,为中华民族的前进不断作出着新的贡献。咱们将连续推出——回眸北大“211工程”的系列报道,让咱们在了解和思考中,进一步增强制造国际一流大学的豪情壮志,在新阶段的前史征途中,不负国家和公民的希望,书写愈加光辉的华章。

  我八十年代末从国外回来,多年堆集了不少实践阅历,但学术展开极端困难,曩昔的几年,依照“科教兴国”战略施行的“211工程”等,对试验科学是很大的推进,咱们抓住了机会,在走向国际高水平的路子上实实在在迈上了新台阶。

   ——叶沿林(物质微观结构和大规范运动规则项目负责人)

  1905年是闻名的“爱因斯坦奇观年”,在这一年里,爱因斯坦创建了狭义相对论,改变了时刻和空间的观念,同年,爱因斯坦提出了光量子假说,进一步展开了普朗克于1900年提出的能量量子化思维,仍是在这一年,他宣布了别的几篇重要的学术论文。这些效果创始了物理学研讨的新纪元。

  一百多年后的今日,在北京大学物理学院,活泼着这样一群孜孜不倦,谨慎结壮的科学家们,在爱因斯坦等创始的现代根底物质科学的道路上,艰苦而固执地行走着。他们便是北京大学“十五”“211”“物质微观结构和大规范运动规则”项目组的科研作业者们。

  4月6日上午,记者专门造访了项目负责人,北京大学物理学院院长叶沿林教授,就项目组在“十五”“211”期间所作的作业以及所获得的效果作了采访。

  叶教授是北京大学物理学院的教授,博士生导师,重离子物理教育部要点试验室主任,我国核物理学会副理事长,北京物理学会理事长,北京正副电子对撞机国家试验室和兰州重离子加速器国家试验室学术委员会委员。二十多年来首要从事中能自旋物理、重离子核反应、高能勘探器模仿和研发、放射性核束物理试验等研讨作业,在中能极化氘的弹性散射研讨中完结了创始性作业,初次将极化氘的散射试验扩展到大于100MeV的中能区,调查到显着的相对论效应,并初次完结了Glauber模型关于自旋1粒子的推行。在原子核的巨共振、大型高能勘探体系的g/e鉴别、散裂中子源靶体系的模仿研讨、大面积雪崩型阻性板勘探器(RPC)研发、6He晕核的直接核反应研讨等方面作出重要贡献,堆集了核物理和高能物理试验较大规划的研讨作业阅历。现在承当国家自然科学基金委国际协作严重项目,973项目课题等。

  1915年,爱因斯坦提出了终究的广义相对论,为知道宇观规范物质运动规则供给了坚实的理论根底。可是,奥秘的自然界奥妙无穷。沿着微观量子理论之路树立的物质微观结构的“规范模型”,遭到对称性自发破缺和夸克“禁锢”等根本性的困扰,人类对物质国际的知道又面临着极大的应战。而在宇观范畴,“当今国际中暗能量、暗物质等的发现,又在‘物理学大厦’的上空构成了‘一团乌云’,或许引发物理学的新打破;整体论和复原论相结合,宇观、微观、介观和微观研讨相结合,预示着新的科学革新的诞生。”

  据叶教授介绍,在“九五”期间和“十五”刚开端的时分,项目组还没有“物质微观结构和大规范运动规则”这个提法,分别是三个子项目“理论物理”“天体物理”、“放射性核束物理与高能勘探” 等。后来在实践的进程中,越来越发现这些范畴的相关性,逐渐演化成一个穿插范畴。到了985二期的时分,提出了“微观和宇观物质科学科技立异渠道”。物理和地理穿插、理论和试验结合,是这个项目组的特色。

  北大的理论物理学科一直是北大物理的强势学科,在每次国家的要点学科评比中均列在全国之首。王竹溪、彭桓武、胡宁、杨立铭等闻名老一辈理论物理学家曾在这儿长时刻执教。建国以来,北大理论物理为国家培育了两弹一星功臣于敏、周光召和近30位我国科学院院士。

  近几年来理论物理学科在“211”工程的支撑下大力培育和引入优异人才,构成了一支以中青年为主体的高水平教师部队,包含院士1人、长江教授2人、国家杰出青年2人、教育部新世纪人才3人、50岁以下教授11人。在赵光达院士带领下2004年当选国家基金委立异集体,这是全国理论物理方面的榜首个立异集体。

  北大理论物理在探究物质微观结构和运动规则中获得杰出效果。仅2003年12月-2005年12月,在Physical Review Letters、Nuclear Physics、 JHEP、Physical Review系列, Physics Letter系列、Eur. Phys. J系列等高水平国际学术刊物上宣布的科研论文就到达80余篇。其间关于新强子态理论研讨的文章两年来被引证到达527次,其间一篇在Physical Review Letter上宣布的文章单篇被引证次数到达146次。2005年,为了协作国际物理年,主办了“2005量子色动力学(QCD)和强子物理国际会议”,全球十余个国家和地区的150余位理论物理学家(其间来自海外的闻名学者就有近70人)到会了会议,是该范畴国际规划高档次的学术大会。近五年培育了硕士和博士研讨生150余人,其间 4人获得全国优异博士论文奖。理论和试验结合也有典型的效果。比方关于五夸克态的研讨,北大物理学院理论方面的长江教授马伯强、朱世琳教授,试验方面的冒亚军教授,进行了密切地协作。在参加欧洲HERMES的协作研讨中,北大组关于五夸克态的试验剖析被选定为终究试验效果,为HERMES宣布的五夸克态文章供给了数据和图表,宣布后的两年来已被引证299次。

  近几年,根据多种地理观测,国际地理和物理学界提出了闻名的“暗物质”“暗能量”的概念。实践上人类能直接观测的惯例物质只占整个国际能量的5%左右,别的还有25%左右的“暗物质”和70%左右的“暗能量”。“暗能量”的发现照应了当年爱因斯坦的引力场方程,并引发了新的巨大应战。“暗物质”“暗能量”不可避免地涉及到物理学的最根本问题,八成需求从根本的物质结构和根本相互效果中去寻觅答案。2005年4月15日诺贝尔物理学奖获得者、美籍华裔科学家李政道在北京公民大会堂举办的国际物理年大会上做陈述,论述了有关“暗能量或许来历”的最新见地:“这暗能量的或许来历,观念是‘天外有天’——由于暗能量,咱们的国际之外或许有许多的国际;这是我最近的另一篇文章,打听和解说美国高能核物理的新发现和暗能量的联系,观念是‘核天相连’——或许,核能可与国际中的暗能量相变相连……”。总归地理学和根底物质科学,特别是高能物理和核物理,必定密切地结合起来面临自然界的巨大应战。

  

  北大物理学院的地理系,在系主任陈建生院士的带领下,正在制造精品系,引入和培育了几位长江教授和国家杰出青年,师资力气和设备制造都有大幅度改进。在国际学和星系的构成与演化、星际介质与恒星体系的构成、活动星系核与高能天体物理等方向展开了行之有效的研讨作业。在国际微波布景辐射、暗物质与引力透镜效应、星云物理及天体物理中的原子分子物理进程、恒星构成物理与太阳系外行星体系、活动星系核黑洞吸积模型和脉冲星的辐射机制等方面获得了高水平的研讨效果。2003-2005三年来累计在SCI学术刊物宣布研讨论文100余篇,人均论文数在国内地理单位中摆放榜首。“银河系磁场的研讨”现已过2005年北京市科学技术奖一等奖初评。 “活动星系核与黑洞吸积盘理论”研讨获得2003年教育部自然科学二等奖。

  天体物理、高能物理和核物理都是典型的大科学,需求国际规划的大协作,能否在这样的大科学范畴中参加到国际水准的试验研讨中并获得相等位置,是衡量一流研讨型大学的标志之一。北大传统上没有高能试验研讨,核物理试验也与国际水准距离比较大。特别是上世纪九十年代,在那种“搞导弹的不如卖茶鸡蛋的”社会环境下,需求较大经费投入和安稳长时刻堆集的大科学试验简直无法生计,更甭说展开了。“我自己八十年代末从国外回来,就徜徉徘徊了许多年。当然堆集了不少实践阅历,但学术展开极端困难”,叶教授回忆说。曩昔的几年,依照“科教兴国”战略施行的“211工程”等,对试验科学是很大的推进,应该说,“咱们抓住了机会,在走向国际高水平的路子上实实在在迈上了新台阶”。

  叶教授说,在国际物质国际构成的开端,大爆炸后,按物理学的规则,其时的国际中的各种根本粒子的运动规则都遵从十分美丽的对称性。可是在咱们实际国际中,这种对称性破缺了。为了解说这种差异,科学家们提出了许多机制和构思,其间比较公认的是根本粒子模型中的“higgs玻色子”假定,即存在这样一种粒子,在物质运动中扮演了一个要害人物来完结对称性自发破缺。现在全国际高能试验物理学家的首要使命便是寻觅这个“higgs玻色子”。在瑞士日内瓦的欧洲核子中心(CERN),十年来一直在制造一个总出资23亿美元的现在全国际最大的高能物理试验设备——大型强子对撞机(LHC),由十几个科技兴旺de 国家、几百个科研单位参加,下一年就该开端建成了。

  北大物理学院的高能物理试验组七年前开端起步,很快安排起精干部队,连续从国外引入了三位教授,与中科院高能所一同承当了我国初次出资参加的高能试验设备LHC-CMS的部分制造使命。北大组承当的使命国家出资370多万元,对外的贡献价值大体翻一番。大面积RPC在我国研发成功,北大组提出和测验定型的拼装方案成为CMS前向RPC的规范方案,在CMS上的大批量设备测验也已挨近结尾,得到国际同行的高度评价。校园的“211”工程支撑新建了高校中规划较大的粒子勘探试验室,大大加强了设备根底,保证了国家使命的完结。

   “其时承受这个使命的时分是1998年,没有根底,没有人才也没有仪器设备。北大高能物理的理论实力很强,在国际上也有很高的位置,赵光达教授是强子物理方面的带头人。可是试验物理方面却没有什么堆集,而国际一流大学都应具有高能物理试验的才干。北大在7、8年前才起步作高能物理试验,展开至今。咱们从国外引入的3位年青的教授,冒亚军、钱思进、班勇,另装备了工程技术人员和其他的青年学者,这样的研讨部队在国际上高水平研讨型大学中也是适当不错了。”叶教授向记者具体介绍了承当国际协作大项意图状况。

  “刚开端,国外的专家不信任咱们,以为咱们的水平缓条件不太或许完结高能物理试验设备的制造。从98年开端,在研讨进行的进程中,项目组试验室总共搬了三次家,开端只要30平米的小屋子和很不起眼的一点设备。所以咱们就不断尽力,积极争取,用211的资金将这个锅炉房改建成现在的较大型试验室。99年过得最为艰苦,其时由于咱们从来没有做过,一切的东西都要靠咱们自己一点一点地探索。做阻性板资料,喷石墨,粘接,切开,都自己来,从小样品到大样品,阅历了适当多的困难。包含技术上的和办理上,安排上的。其时危险很大,假如拿出来的东西国际查验不过关的话,尽管项目答应失利,但咱们自己不答应。咱们的勘探设备是要装配到一个价值3亿美元的大设备的内层去的,进去了就很难再取出来,任何一点问题都会影响巨大。咱们花了差不多三年的时刻,做出的全规范样品送到CERN现场束流查验,在技术上得到了国际专家的彻底认可。然后才干开端大批量的制造。样品通过监测合格后,在CERN的大厅里展出了一个月,贴着北大的标志。其时咱们真的很激动……我自己最爱惜的是榜首件小样品,由于那是咱们一点一点捏出来的!后来这两、三年,咱们的科研人员在日内瓦的树立了批量拼装和检测验验室,深入体会到大批量质量操控的困难和国外办理的规范严厉。”

  “值得欣喜的是咱们北大组提出和测验定型的蜂窝板拼装方案成为CMS前向RPC的规范方案,为其他参加的国家所选用并在我国收购了相关部件。“有了这样的根底,咱们就算获得了参加高能物理大科学国际协作的资历,比方美国RHIC-PHENIX就自动和咱们协效果大面积RPC晋级触发体系”,叶教授说。在硬件贡献的根底上,国家正在安排力气长时刻参加LHC物理研讨作业。物理学院理论方面的赵光达、李重生、朱守华教授,试验方面的冒亚军、班勇、钱思进教授等,现已活泼地投身其间。

  在核物理试验方面,咱们国家挑选的干流道路是放射性核束物理,为此制造大科学工程,凝集试验和理论部队,设立了973严重研讨项目等(北大承当两个课题约300万元)。叶教授向记者解说,人类现已发现并运用的原子核有300多个,涉及到动力、安全等多方面严重的问题。在曩昔10多年中,科学界提出自然界中或许存在8000多个原子核。原子核的地图一会儿扩展了,但很多都是不知道的,他们的规则很不同,而国际天体中的物质都在这些不知道的原子核途径上演化,所以要了解国际物质的运动规则就要研讨这些不知道的不安稳的原子核,宇观与微观的研讨再次结合。曩昔几年,北京大学的物理学家们在日本理化所完结了初次由我国课题组自主提出并成功展开的大规划的试验,获得国际高水平试验效果。新建和测验了大型的中子球专用勘探设备,在我国的大科学设备HIRFL-RIBLL上顺利完结了榜初次物理试验,调查到了新现象。

  “2002年,我带着北大试验组在日本理化学研讨所竞赛赢得了独立展开试验的方案,然后咱们自己带着设备在日本完结了6He的试验,现在该试验的效果和数据也正连续在国际上宣布和运用。”叶教授说,“现在全国际只要少量国家具有放射性核束物理的试验设备,日本和德国在放射性核束物理研讨方面处于国际领先水平。我国在兰州和北京的放射性核束物理大科学工程还在赶紧制造中。跟着我国方面的展开,最近由日方提出,树立一个中日核物理协作委员会,中方的挂靠单位在北大。应该说通过这几年的尽力和国家的支撑,咱们的核物理试验作业跨入了国际竞赛的门槛,这对核科技事业和高层次核人才培育很重要”。提到这儿,叶教授欣喜地笑了。

  北大物理学院的根底物理和地理研讨,通过许多专家、学者和同学的共同尽力,获得了许多严重的效果,使北大以理论和试验结合跻身国际队伍,向国际一流大学迈进了厚实而稳健的一步。

  二十世纪,阿尔伯特?爱因斯他以划时代的科学贡献直接发动了百年前的科学革新,奠定了现代物理学的两大理论根底———相对论和量子论。现在,北京大学物理学院的教授和同学们,正脚踏实地地承继并展开着天才物理学家的学术效果。因爱因斯坦之名,他们为美丽的根底物理和地理科学贡献着自己的才智和芳华,期待着为北大,为我国,为国际,发明新的物质科学的奇观!

  修改:碧荷

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