院士访谈
11月3日,2019腾讯科学WE大会在北京举行。会前,中国科学院院士、高能物理学家王贻芳接受了媒体采访。王贻芳专注于高能物理(又称为粒子物理)研究领域,他带领团队测出“幽灵粒子”中微子的第三种振荡模式,这一发现被誉为中国本土迄今为止最重要的物理学成果。
从宇宙大爆炸到我们的地球、太阳等,都有中微子。谈及研究中微子的意义时,王贻芳先做了这样的解释:“中微子是构成我们物质世界最基本的粒子。宇宙早期,是非常均匀的空间,有一点点所谓的质量密度涨落,才能形成宇宙大的结构,宇宙大的结构形成以后,才有银河系、太阳、地球。如果中微子质量为零,密度就没有涨落,那自然就不会有银河系,也不会有我们所有人。”理解了中微子的性质,就能理解宇宙演化的规律,理解我们为什么能够存在。
在整个宇宙中,中微子的数量仅次于光子,是宇宙中数量最多的粒子之一。其实我们每一个人的人体也是中微子源,我们每一个人每天会发射出三亿四千万个中微子。王贻芳说,在构成物质世界的12个最基本的粒子当中,中微子占了其中的三个,中微子是构成物质世界最基本的单元。
然而对于中微子这样的“老朋友”,人类真正认识它却并不久远。王贻芳介绍,中微子是1930年由奥地利著名科学家沃尔夫冈泡利提出来的,但直到1956年,人类才真正在实验中发现了中微子,两名美国物理学家弗雷德里克莱因斯以及克莱德科温给泡利发去一封电报——中微子在他们的探测器中留下了踪迹,这一发现证明这种鬼魅般的粒子是真实存在的,为此弗雷德里克莱因斯还在1995年获得了诺贝尔奖。到了1962年,人类发现了第二种中微子。随后,中微子研究不断发展成为粒子物理、天体物理、宇宙学、地球物理的交叉前沿学科。
紧跟世界先进步伐,中国中微子研究迈入了新阶段。2006年,王贻芳领导的大亚湾反应堆中微子实验正式启动。2012年,大亚湾反应堆中微子实验发现了一种新的中微子振荡模式,并测量到其振荡几率,该发现被认为是对物质世界基本规律的一项新的认识,对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用,并将有助于破解宇宙中“反物质消失之谜”,由此奠定了中国在中微子研究领域的国际地位。
“在2008年我们规划了下一代的实验——江门中微子实验,从2015年开始建设,大约会在2021年左右完成,计划运行20~30年。”王贻芳充满信心地表示,它将成为中微子研究的重要基地。
采访中王贻芳谈到,从整体来看,中国的高能物理发展与美国、日本等国相比还有相当大的差距,主要体现在我们的基础设施不足,缺少大型研究装置。他呼吁建设环形正负电子对撞机(CEPC),同时他澄清称,建设CEPC的预计造价为360亿元,并非现在社会上有些报道所说的超千亿元。在王贻芳看来,建设环形正负电子对撞机,“对中国来说,这是一个理想的选择,是能够引领世界基础物理研究最好的机会。”
本报记者 王梦然