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引力波探测元老力挺对撞机:新世纪三大物理突破都靠大型装置
来源:互联网   发布日期:2016-11-15   浏览:509次  

导读:“我觉得我们LIGO的成果从科学价值来讲绝对配拿诺奖。”11月8日,在中科院高能物理研究所接受头条新闻(www.thepaper.cn)的专访时,LIGO核心成员巴里巴里希(Barry Barish)充满自信地说道。 在今年的诺贝尔物理学奖颁奖中,此前大热的引力波探 ......

“我觉得我们LIGO的成果从科学价值来讲绝对配拿诺奖。”11月8日,在中科院高能物理研究所接受头条新闻(www.thepaper.cn)的专访时,LIGO核心成员巴里巴里希(Barry Barish)充满自信地说道。 在今年的诺贝尔物理学奖颁奖中,此前大热的引力波探测团队未能获奖。对此,巴里希解释称主要是时间问题,“我当然没有什么资格对诺奖评委会说三道四。但从操作层面来说,提名确实到1月31号就截止了。” 现年80岁的美国实验物理学家巴里希,是激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory,以下简称LIGO)的元老级人物。他在1994年成为LIGO首席研究员,并于1997年至2005年间担任LIGO实验组负责人。今年2月11日,在爱因斯坦广义相对论提出百年之后,LIGO宣布成功探测到引力波这一“时空的涟漪”,震惊全球物理学界。

LIGO位于华盛顿Hanford的观测点。

不过这次巴里希来到中国,并非为了LIGO,而是为了另一项近期引发国内外学界广泛关注的大型实验装置:拟议中的中国“高能环形正负电子对撞机”(CEPC)。11月7日至8日,第二届“高能环形正负电子对撞机”国际顾问委员会年会在中科院高能所召开。来自世界各地的18名国际知名科学家应邀与会,了解中方对对撞机目前的构想,从各自领域提出建议。作为LIGO和国际直线对撞机(ILC)设计团队的前负责人、美国超导超级对撞机(SSC)的参与者,具有丰富科学工程经验的巴里希是国际顾问委员会的成员之一。 “他们还在里面开会呢”,当巴里希从会议室中途出来接受头条新闻(www.thepaper.cn)的采访时,他指了指紧密的会议大门说道,“具体我们这些外国顾问给王贻芳(中科院高能物理研究所所长)提了什么建议,我只能说暂时不便公开”。但是,巴里希表示很乐意与头条新闻分享他个人的一些看法和经历。

美国实验物理学家巴里希是LIGO的元老级人物。图中最右为巴里希。

没有大装置,21世纪物理三大突破都难以实现 巴里希向头条新闻举了3个例子,说明国际化的大型实验装置在当代物理研究中的重要地位。 “现在是2016年了,我个人认为,在过去的15年,即21世纪以来,物理学界取得的三项最重大的突破是:发现中微子振荡;发现希格斯玻色子;发现引力波。” 这三项成果最重要的相同点,就是它们都是由大型实验装置投入大量经费和时间后取得的。中微子振荡的发现背后是日本超级神冈探测器和加大那萨德伯里中微子观测站;希格斯玻色子的发现背后是欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC);引力波的发现背后是LIGO。

日本超级神冈探测器

“中国必须认识到,这是现在科研出成果的正确途径:大装置、国际化、大投入、长时间。如果中国想成为科研强国,必须要回过头看看过去几年这些最重要的成果是如何取得的,学习这些成功的例子。”

诺奖不应忽视实验物理学家

巴里希列举了三项成果,前两项已分别获得了2015年和2013年的诺贝尔物理学奖。而在10月4号诺贝尔物理学奖得主揭晓之前,LIGO团队一直是包括汤森路透在内的各大预测机构的最大热门。对于诺奖终未花落LIGO,外界有一种猜测是因为LIGO宣布发现引力波时已经错过了今年诺奖的提名截止时间,而另一种猜测是以希格斯玻色子的发现经过为例,认为诺贝尔奖评委会倾向于颁奖给理论工作者而非实验工作者。

2012年7月,欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(LHC)的两个独立项目组,超环面仪器(ATLAS)和紧凑缪子线圈(CMS)实验,经过多年努力,分别发现了希格斯玻色子(即“上帝粒子”),填补了标准模型所缺失的这最后一片拼图。但2013年,瑞典皇家科学院选择将当年的诺贝尔物理学奖颁给理论上预测希格斯玻色子存在的比利时理论物理学家弗朗索瓦恩格勒特和英国理论物理学家彼得希格斯。

欧洲核子中心的大型强子对撞机LHC

“可是这回他们总不能把奖颁给爱因斯坦吧”,巴里希笑道,“而且我个人觉得他们当时只颁奖给理论工作者是个错误。CERN花了很多年在上面,很不容易。当然,我觉得从技术角度来讲,我们LIGO做的工作比CERN更难。”

80岁的巴里希一直投身于实验物理,他深刻明白大型实验装置的价值。这也是巴里希加入CEPC国际顾问委员会的主要原因。“我可以说,现在整个国际学界都非常热心,非常支持。中国这个项目比欧洲的大型强子对撞机能量更高,能更进一步研究希格斯玻色子。这对中国粒子物理和世界粒子物理的发展都非常重要。”

亲历美国超级对撞机破产始末:美国政府换届是主因

“我读过杨振宁的公开信,也读过王所长的回应。”当被问及是否了解中国物理学界关于大型对撞机项目的争议时,巴里希肯定地说道。

今年9月,著名物理学家杨振宁在微信公众号《知识分子》上公开表态,“反对中国今天开始建造超大对撞机”,并罗列七条理由,王贻芳次日亦发表长文回应。而杨振宁列出的第一条理由就是美国建造大对撞机的痛苦经验: 1989 年美国开始建造当时世界最大的超导超级对撞机(SSC),预算开始预估为30亿美元,后来数次增加,达到80亿美元,引起众多反对声音,以致1992 年国会痛苦地终止了此计划,白费了约30亿美元。这项经验使大家普遍认为造大对撞机是进无底洞。

巴里希当时是SSC其中一个项目经理,亲历了它从上马到下马的全部故事。尽管已是20多年前的事,但当头条新闻问起SSC

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