身處地下18米、全年工作6500小時、每天發出200萬束“子彈”、每束子彈有16萬億個質子、粒子高能加速后以0.92倍光速奔跑......中國的高能物理學家用六年半的時間建造的這個“超級顯微鏡”——中國散裂中子源,是世界上的第四臺。它開辟出的是一個怎樣的微觀天地?科學家們又為何要執著于越來越小的世界?前方高能!請做好準備,中國科學院院士、粒子物理學家陳和生來到開講舞臺,講述大科學裝置背后的家國情懷和他的高能人生。
【超級顯微鏡如何高能?這是世界的奇妙之處!】
半臺小汽車、一層樓、一個體育場......在節目開始,青年們猜起了這個超級顯微鏡的大小。而正確答案讓大家驚掉下巴:它有40個足球體育場那么大!為什么一個顯微鏡會如此巨大?它和“高能”又有何聯系?陳院士帶來解答:“物理規律就要求,你要研究的尺寸越小就需要越高的能量。為了得到很高的能量,我就需要很大的尺度,很大的加速器,這就是這個世界的奇妙之處。”
【網頁VS高能物理?中國第一臺接入網頁的計算機在高能所】
網頁和高能物理有什么聯系?實際上萬維網最初是歐洲核子研究中心的科學家為了服務世界各地的科學交流而發明的。陳院士說:“當時我也在那兒,每一個實驗有一千兩千個科學家,分布在全世界的各個地方,20個時區的時差,如何交流?于是英國的科學家利用當時剛剛產生的互聯網,在上頭開辟出一個空間。”這個空間就是最早的網頁。
1988年,中國科學院高能物理研究所的計算機就成為了國際互聯網一個結點,到了九十年代初,高能所將第一個網頁引入中國,建立了中國第一個網頁服務器,推出了第一個WWW網站。現場的青年提問:“高能物理和普通人有什么關系?”網頁的故事給出答案:四舍五入,每個會上網的人都與高能物理有關系!
【1秒跑27萬公里的粒子“跑丟”了怎么辦?】
陳院士坦言,一個裝置巨大而復雜,哪個小地方控制出了點毛病粒子就跑丟了,這是科學家們最頭疼的情況。2017年,在我們第一次打靶之前,陳院士率領團隊到英國散裂中子源訪問。當時英國散裂中子源的所長提醒:“你們得有思想準備,世界上的這些散裂中子源,第一次打靶的時候,都有十天半個月,不知道這個粒子上哪兒去了,等于說開關按下去啥也沒有”。而實際上,中國散裂中子源的打靶開始即成功!小撒直呼:“我們這個槍管和子彈好!”更了不起的是,中國的科學家隊伍平均年齡僅三十幾歲,每一位都技術過硬,為這些年輕的科學家手動點贊!
【人類送入太空的唯一一個大型磁體是中國造!】
陳院士說,高能物理作為一個基礎科學的前沿研究,大型的實驗如果沒有國際合作,是不可能存在的。中國早就是這個高能物理領域的重要參與者!從 1995 年開始,陳院士就參加到阿爾法磁譜儀的國際合作當中。這個項目是要把人類第一個大型的磁體送到宇宙空間去研究尋找反物質,而其中極其關鍵的永磁體就是中國造!中國科學家用國內特有的稀土材料,加上獨特“魔環”設計打造出完美符合各項嚴苛要求的永磁體。這個永磁體至今已經在太空中運行了十一年,還在繼續工作,獲得了大量的科學數據。
中國第一個博士后為何說“學霸”這個詞沒有意義?高能物理對普通人有什么用?“只有第一沒有第二”的世界里,中國科學家如何“讓權威關門”?小撒悟出的“人生最好的加速器”是什么?