“科學研究已經成為我的生活方式,我感覺最大的幸福就是能做事情,能實現科研夢想。”
這是中國科學院高能物理研究所所長、北京正負電子對撞機國家實驗室副主任王貽芳研究員接受媒體采訪時最常說的一句話。
作為諾貝爾獎得主丁肇中的得意弟子,王貽芳曾在歐洲工作11年、在美國工作5年。2001年12月,他入選中國科學院“百人計劃”回國工作,2004年入選“新世紀百千萬人才工程”國家級人選,2013年1月又入選中國“萬人計劃”杰出人才。
回國后,王貽芳就開啟了中國科學家的科研強國之夢:他領導中國兩個最大的粒子物理實驗——北京譜儀Ⅲ實驗和大亞灣中微子實驗,特別是大亞灣中微子實驗發現新的中微子振蕩,被評價為“中國本土迄今為止最重要的物理學成果”,也將中國粒子物理研究推向一個新的高度。
在北京正負電子對撞機重大改造工程中,王貽芳擔任大型粒子探測器北京譜儀Ⅲ分總體的主任,全面負責并領導完成裝置的設計、研制、調試和運行,還組建近300名來自11個國家的50個大學或研究所科學家參加的北京譜儀Ⅲ國際合作組。他堅持自主創新,在大型超導磁鐵、阻性板探測器、晶體量能器、鈹束流管等研制上實現技術突破,使北京譜儀Ⅲ性能達到國際先進水平。
北京譜儀Ⅲ實驗在輕強子譜和粲偶素物理等方面已處于國際領先地位,發現了一系列新粒子和新現象。2013年3月,該實驗組宣布發現四夸克態新粒子Zc(3900),很可能是科學家們長期尋找的超出傳統夸克模型的奇特強子,引起科學界廣泛關注。
在挑戰世界難題的中微子物理領域,王貽芳2003年原創性提出在大亞灣附近山體內建造中微子探測器的實驗方案,使大亞灣中微子實驗的設計精度在同類實驗中最高。他率領團隊完成實驗的設計與論證,組建由中國大陸、香港、臺灣和美國、俄羅斯、捷克等6個國家與地區34個研究單位、300多位研究人員參加的大型國際合作組,并擔任國際合作組發言人和實驗工程項目經理,全面負責實驗的科學研究、樣機研制、工程設計和實際建造。
大亞灣中微子實驗2007年10月動工建設;2010年12月安全完成核電站附近全部2000多次爆破,建成全長3000米的地下隧道和5個地下實驗廳;2011年12月完成探測器的建造與安裝,遠、近點探測器同時投入運行。
為了在激烈的國際競爭中勝出,王貽芳決定以8個中微子探測器中的6個提前取數。利用55天觀測到的中微子事例,大亞灣實驗發現了一種新的中微子振蕩,并以前所未有的精度,測得其振蕩幾率為9.2%,誤差為1.7%,無振蕩的可能性僅為千萬分之一。
大亞灣實驗的結果宣布后立即引起國際粒子物理學界的強烈反響,認為這一結果“打開了未來中微子研究的大門”,為未來中微子物理的發展指明了方向。李政道稱“這是粒子物理中極基本、極重要的參數”。
入選《科學》雜志2012年度十大科學突破的大亞灣中微子實驗這一重要發現,還將使科學家對物質世界的基本規律有新的認識,為未來進行下一代中微子實驗以探索研究宇宙中物質和反物質不對稱性即破解“反物質消失之謎”,開啟道路和奠定科學基礎。
因在粒子物理實驗方面的突出貢獻,王貽芳先后榮獲第六屆周光召基金基礎科學獎、2013年何梁何利基金科技進步獎,雖然2014年尚未到來,但美國物理學會已宣布授予他2014年潘諾夫斯基實驗粒子物理學獎。
以實現科研夢想為最大幸福、以科學研究為生活方式的青年科學家王貽芳,同時還擔任核探測與核電子學國家重點實驗室主任、中國物理學會高能物理分會副理事長、中國核學會核電子學與核探測技術分會理事長、亞洲未來加速器委員會副主席等職,一直在不斷挑戰更高的科學目標。
2008年,他提出用反應堆中微子測量中微子質量順序,逐漸發展成為中國中微子的未來發展方向——江門中微子實驗,現已有美國、意大利、法國、德國、俄羅斯等多個國家和地區的科研機構表達合作意向。
為滿足實驗需要,提高探測器性能,王貽芳設計出一種新型的光電倍增管,已獲得中美發明專利授權。他還發起組建新型光電倍增管研制合作組,以實現這種新型光電倍增管的產業化,為江門中微子實驗奠定基礎。
中國中微子研究未來如何發展?王貽芳組織設計了一種新型中微子工廠,并提出建造環形正負電子對撞的“希格斯工廠”(可發展成為大型質子-質子對撞機)。他希望中國中微子研究“真正實現國際領先,成為中國高能物理發展的重大機遇”。
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