欧洲核子中心捕捉“上帝粒子” 中国出了大力(图)

　　捕捉“上帝粒子”，中国出了大力

　　7月18日下午，本报记者一行如约走进中科院高能物理研究所陈和生院士办公室，就欧洲核子中心近日发布寻找希格斯玻色子最新进展进行专题采访。作为欧洲核子中心大型强子对撞机实验CMS和ATLAS物理研究的首席科学家，陈和生一直致力于相关科研实验和组织协调，工作异常繁忙。实际上，这是他就此专题第一次接受媒体采访。

　　中国科学家全程参与

　　“希格斯玻色子提出于1964年，其动机是为了自洽地赋予其他基本粒子以质量。它是粒子物理标准模型迄今尚未得到验证的关键一环，而后者自上世纪70年代建立以来，已经成为人类认知亚原子核尺度微观世界的成功理论，相关工作多次获得诺贝尔物理学奖。”北京大学技术物理系高能物理实验组副教授李强解释了寻找这个粒子的动机。“但是，问题在于，希格斯提出的假定中，只表明这个粒子是存在的，但并没有预言质量究竟是多少，因此寻找这个粒子已经花费很多年了。”陈院士解释为何希格斯玻色子这般难找。

　　那么，中国科学家是从何时开始参与到这个项目中的呢？“就这个粒子的探索过程而言，中国科学家是全程参与者。”陈院士这样回答，“在不同的阶段，中国科学家参与探测器的硬件建设和实验数据分析以及物理研究，总人数接近100人。”在中国科技部、中国科学院、中国国家自然科学基金委员会三家联合支持下，中科院高能物理研究所从一开始就参与了探测器的设计和建造，并协同来自北京大学、中国科技大学、山东大学、南京大学的中国科学家们在仪器研制、设备调试、数据分析等方面作出了重要贡献，在欧洲核子中心赢得了良好的国家声誉。

　　据悉，在实验过程中，万亿次以上对撞才能产生一个希格斯玻色子，并且这种粒子寿命十分短暂，因此，寻找该粒子最主要的过程是“抓住”希格斯玻色子衰变产生的光子。中国组在这次寻找的过程中，特别是在用多变量分析方法区分信号与本底、提高希格斯玻色子寻找的灵敏度方面，提出了一项非常重要的方案，比去年采用美国组方法的灵敏度要高3%，大大提高了整个团队的工作效率。此外，CMS实验这次寻找希格斯玻色子的数据分析最后综合以及合作组内部报告是由一名30来岁的中国人完成的，他是中国高能物理研究所培养的青年物理学家。

　　中国制造问鼎欧洲核子中心

　　除了在后期分析时中国人承担了举足轻重的角色之外，在探测器的建设阶段，中国也做了不小的贡献。如CMS探测器，总量为12500吨，中国承担了其上1/3的端盖以及部分桶部μ探测器阴极条室和阻性板室的研制测试等任务。欧洲核子中心对中国制造的仪器评价很高。“我们做的一些设备得了金奖，质量是过硬的。同类探测器运行到现在，我们研制的性能最好。”陈院士在提起这些仪器时十分骄傲。

　　在探测器建设中，中国加强了同世界各国的合作，获取了共享资源。通过这些国际合作，我国也加强了国内队伍的合作，发展了自己的技术。如中国科学院上海硅酸盐研究所制造的钨酸铅晶体是重要贡献之一，“这是国际上顶尖的技术，中科院上海硅酸盐研究所在这个领域上非常有经验，完成了这项非常有挑战性的任务。并且，通过国际合作，我们承担探测器的建设，这些技术也用到了我们国内应用中。”

　　那么中国是否会继续参与国际项目呢？“我们将会继续参加粒子物理领域的国际合作，外界对中国的期望也很高。但是我们现在想做的是继续努力完成自己领土上的实验。”陈院士对中科院高能物理研究所未来方向如是作答。自上世纪70年代周总理批示中科院高能物理研究所成立以来，这里的科学家们承担了北京正负电子对撞机等多个大科学装置的建造，成功组织了北京谱仪实验、大亚湾中微子实验等“以我为主”的大型实验，并参与了多项高能物理科学前沿的国际合作，在国内外均深受好评。