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丁肇中:坚持自己的实验,不因名人反对而放弃

科普小知识2022-07-02 16:17:28
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“我的大多数实验都遭到许多人的反对,原因有二。一是实验没有物理意义;另一个是实验极其困难,不可能成功。”11月7日,83岁的美籍华人物理学家、中国科学院外国院士、诺贝尔物理学奖获得者丁肇中在中国科学院前沿科学国际战略研讨会上说。

丁肇中:坚持自己的实验,不因名人反对而放弃

丁肇中在中国科学院前沿科学国际战略研讨会上的报告(王晓亮摄)

丁肇中曾面临国际同行的诸多质疑,因为他坚持从事高能物理研究和建造加速器。

1976年10月21日,丁肇中获得诺贝尔奖后,物理学家费曼在他的贺信中写道:“他们为什么给你诺贝尔奖?我没有预料到或理解你发现的新现象。不要以为你获得了这个奖就成为了专家。我向你挑战,你能找到我能理解的东西吗?”

在20世纪60年代和80年代,丁肇中在德国电子同步加速器实验室(DESY)工作时也受到了质疑。正当实验室准备建造正电子对撞机(PETRA)的时候,诺贝尔奖获得者维尔纳·海森堡反对称地说,“高能物理学没有未来。”

在其他实验中,来自诺贝尔奖获得者的怀疑继续存在。

诺贝尔奖获得者阿尔伯特·迈克耳孙曾经说过:“物理学最重要的基本定律已经被发现。”

诺贝尔奖得主梅克斯·玻恩说:“我们知道的物理学将在六个月内完成。”

“尽管我的大部分实验遭到反对,但在过去的40年里,许多优秀的中国科学家与我合作,为实验做出了重要贡献。各种实验的结果改变了人们对宇宙的理解。每一项实验都通过开发新的仪器而取得了成功。”丁肇中说。

*后,1977年8月,*建议丁肇中每年派10名科学家参加合作。1978年,以唐·院士为首的第一批中国科学家参加了德国PETRA的马克-J实验。此后,中国科学家与丁肇中的持续合作持续了40多年。

四十年的合作集中在三个实验上。

在双方第一次合作开始不到两年后,海森堡曾质疑“没有未来”实验,发现了强相互作用介质——胶子,并完善了粒子物理的标准模型。

“27名中国科学家参与了这项实验。这是国际核粒子合作研究项目史上的首次,也是中国的一大贡献。”丁肇中说。

丁肇中和中国科学家之间的第二次合作实验是在欧洲核研究中心的正负电子对撞机上进行的L3实验。这个实验发现宇宙中只有三个不同的电子和六个不同的夸克。电子没有体积,半径小于10-17厘米。夸克也没有体积,它们的半径小于10-17厘米。所有的结果都符合弱电理论。

本次实验中,中科院的主要贡献在于上海硅酸盐研究所生产的BGO晶体,以及中科院高能研究所的研究人员、王、陈刚等对L3实验数据分析的重要贡献丁肇中说。

丁肇中与中国科学家合作的第三个实验是在国际空间站上进行的阿尔法磁谱仪实验。AMS是一个大规模的国际合作,由丁肇中领导的16个国家和地区的60多个研究所的600多名科学家参与。AMS探测器是唯一在太空运行的大型磁谱仪。它于2011年5月发射并安装在国际空间站上。它已经连续运行了8年多,收集了超过1470亿次宇宙射线数据,能量高达万亿电子伏特。AMS将继续运行直到空间站结束,不会早于2028年。

AMS探测器永磁体由中国科学院电气工程研究所、中国科学院高能研究所和中国运载火箭研究所联合研制。这是人类向太空发射的第一块大磁铁。目前,AMS已经发现了宇宙中正电子的来源,并发现反质子的能谱具有与正电子相似的特征。丁肇中预测,到2028年,AMS将对暗物质的性质做出明确的结论。

经过与中国科学家40年的合作,丁肇中有了一些经验:“中国有许多世界级的实验物理科学家。他们有想象力、经验和能力来开发新技术和领导国际合作。他们可以引领实验物理学的前沿,并继续为人类知识做出重要贡献。”

回忆起他曾经遭受的怀疑,丁肇中意味深长地说:“我们必须坚持我们的实验,不要因为名人的反对而放弃,即使他是诺贝尔奖获得者。”

丁肇中:坚持自己的实验,不因名人反对而放弃

丁肇中与中国科学家合作的经验(张闯摄)