印象慶陽網(wǎng)訊  對生活在柴米油鹽中的普通人來說，構(gòu)成物質(zhì)世界的基本粒子顯得過于遙遠(yuǎn)。而對高能物理學(xué)家來說，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發(fā)布會，宣布觀測到由五夸克組成的重子態(tài)，標(biāo)志著人類離認(rèn)識物質(zhì)世界的本質(zhì)又近了一步。這其中，就有我國清華大學(xué)高原寧團(tuán)隊(duì)和中國科學(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，“守得云開見月明”

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)子對撞機(jī)底夸克實(shí)驗(yàn)）中國組的負(fù)責(zé)人平靜的生活會被打破，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，“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)又稱粒子物理學(xué)，致力于研究微觀世界物質(zhì)如何構(gòu)成，萬千粒子之間如何互動(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，可能存在奇特類型的粒子，比如在介子或重子中加入一對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，科學(xué)家付出了巨大的努力。終于，2013年，中國科學(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計(jì)時(shí)。

作為LHCb8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議，時(shí)間排得滿滿當(dāng)當(dāng)。視頻會議常常少則一二十人，多則上百號人，分析數(shù)據(jù)、討論問題、交流進(jìn)展、協(xié)調(diào)分歧，楊振偉儼然一個(gè)“大家長”。北京與歐洲有六七個(gè)小時(shí)的時(shí)差，通常下午開完一個(gè)會，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)測值班任務(wù)。

對于“守得云開見月明”，高原寧團(tuán)隊(duì)只興奮了不長時(shí)間，“接下來，還有很多該做的，正如十幾年來一直做的那樣。”高原寧心里已經(jīng)開始盤算接下來的任務(wù)，當(dāng)初從猜測到證實(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，接下來仍要日復(fù)一日地繼續(xù)。”

中國人擔(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“世界夢之隊(duì)”的一員。

歐洲核子研究中心是粒子物理界的“夢之隊(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)力與國際同行平起平坐，甚至獨(dú)當(dāng)一面，中國團(tuán)隊(duì)已經(jīng)站在了最高的平臺上‘看星星’。”高原寧介紹。

作為開拓者，高原寧希望有更多的年輕人接過他們手中的接力棒，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，總感覺還可以挖掘得更深。由于很多問題沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，高原寧與學(xué)生的交流往往是開放式的。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議，但針對學(xué)生的困惑，他卻往往點(diǎn)到為止，“我們都是過來人，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。”

對于中國未來高能物理領(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：中國目前開展粒子物理研究的高校和科研機(jī)構(gòu)還不超過10家，但美國前百強(qiáng)的學(xué)校都開展了相關(guān)專業(yè)。一個(gè)人拿簡陋望遠(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)會就大得多。

為了讓更多人有更多機(jī)會捕捉到科學(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：在中國本土建造一個(gè)隧道長度是歐洲目前所擁有的對撞機(jī)隧道長度5倍的高能環(huán)形正負(fù)電子對撞機(jī)。“這個(gè)夢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，但無論怎樣，我們會朝那個(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來。”高原寧說。

遨游在粒子世界里，他們樂此不疲，“自言其中有至樂，適意無異逍遙游”

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)法國小姑娘來清華大學(xué)參觀，提及自己國家的科學(xué)家獲獎(jiǎng)，小姑娘十分自豪，在她們心中，科學(xué)家們對于人類的貢獻(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高能物理的熱愛與專注。每每被問及“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，但對事業(yè)的熱愛應(yīng)該是一樣的。”他小聲念起蘇軾的詩句：“自言其中有至樂，適意無異逍遙游。”

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)離社會的喧囂，單純而執(zhí)著地在粒子世界里遨游，他樂此不疲，“還有什么比朝著目標(biāo)努力更快樂的事呢？何況，科學(xué)探索本就是對未知領(lǐng)域的開拓，多堅(jiān)持一天，所得就多一點(diǎn)。”楊振偉說。

對于物理的熱愛，他們也希望能夠讓自己的下一代傳承。張黎明最愛給兩個(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。在楊振偉的書架上，至今保留著一本他2004年在舊書攤淘到的中文版《伯克利物理學(xué)教程（力學(xué)）》，那是他的物理啟蒙讀物。他說，如有可能，會一直留著，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，“對于科學(xué)家來說，很多時(shí)候你并不知道將得到什么樣的結(jié)果。”