王貽芳院士談中國粒子物理:中微子和希格斯研究有望國際領先

王貽芳院士以線上方式做“探索物質最深層次的結構:中國的機會與貢獻”主題報告。 中新社記者 孫自法 攝

中新網北京12月4日電 (記者 孫自法)中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)所長、中科院院士王貽芳最新談及中國粒子物理的機會與未來時指出,中國的粒子物理研究通過北京正負電子對撞機在國際上有了“一席之地”,從大亞灣到江門,中微子研究走到了國際最前沿,環形正負電子對撞機(CEPC)將讓中國通過希格斯粒子研究走到國際舞臺中央。

2022年是聯合國確定的基礎科學促進可持續發展國際年,中科院高能所12月3日下午舉行“基礎科學促進可持續發展國際沙龍”線上科普活動。王貽芳院士做“探索物質最深層次的結構:中國的機會與貢獻”主題報告時題作上述表示。他說,粒子物理研究面臨轉折點,且技術應用範圍廣闊,技術引領作用明顯,“我們要尋找新的突破口、新的理論模型、新的更深層次物理現象,前途非常光明”。

王貽芳院士以線上方式做“探索物質最深層次的結構:中國的機會與貢獻”主題報告。 中新社記者 孫自法 攝

王貽芳介紹說,作爲中國粒子物理實驗的開端,北京正負電子對撞機從1984年開始建設到計劃2030年退役,差不多使用50年,是非常高性價比的科學設備,目前當然也面臨激烈的國際競爭,需要繼續努力,爭取取得重大的科學成果。

大亞灣實驗發現新的中微子振盪,下一代的江門中微子實驗將繼續研究中微子的性質,科學目標包括中微子質量順序、中微子混合參數精確測量和超新星中微子、地球中微子、大氣中微子、不活躍中微子等,可以預期,10年至20年以後,中微子振盪的問題都會被解決。中科院高能所計劃在2030年左右,將江門中微子實驗升級爲江門中微子雙β衰變實驗。

他強調,對基本粒子及其相互作用的進一步認識需要新的加速器,作爲新物理的最好窗口,研究希格斯粒子也需要新的實驗手段或者說加速器,從技術和性價比、實現科學目標來說,中國科學家提出的環形正負電子對撞機都是最佳選擇。此外,環形正負電子對撞機還具有高亮度、可升級、多用途等優點,未來可升級爲質子對撞、電子-質子對撞、重離子對撞等多種可能。

與此同時,中國建設環形正負電子對撞機對技術發展會有巨大推動作用,一是推動國內已有的技術可以更上一層樓,包括精密機械、超高真空、高精度磁鐵、高功率微波、高速電子學、自動控制、大數據、人工智能、計算機與網絡等;二是推動超導高頻腔、微波功率源、低溫製冷、超導磁鐵等技術實現國產化;三是推動高溫超導、新型加速原理實用化、等離子體加速等變革性關鍵技術實現突破。

王貽芳認爲,粒子物理的未來發展方向包括構成物質世界的基本粒子、基本粒子之間的相互作用、理解宇宙起源與演化,粒子物理研究將離開“驗證標準模型”範式,回到依靠實驗指引的範式上。

當天的“基礎科學促進可持續發展國際沙龍”的主題報告環節,中科院院士、核物理學家詹文龍,中科院院士、中科院近代物理研究所黨委書記兼副所長趙紅衛,中科院國家空間科學中心研究員、太陽活動與空間天氣重點實驗室副主任沈芳,中科院高能所特聘青年研究員趙潔,還分別以“‘碳中和’目標與加速器驅動的先進核能”“重離子物理探索未知、貢獻社會”“空間天氣數值建模”“巨型水晶球捕捉幽靈粒子”爲題做科普報告。

隨後的“雲遊實驗室”環節,通過線上視頻方式,依次參訪目前世界上最大的深地實驗室——意大利格蘭薩索(Gran Sasso)深地實驗室(LNGS)、目前唯一在太空長期運行的粒子物理精密磁譜儀——阿爾法磁譜儀(AMS)有效載荷運行和控制中心、中科院高能所主導的大型國際合作項目江門中微子實驗室建設現場。(完)

(中國新聞網)