粒子物理學家 Yen-Jie Lee 說,在全球舞臺上做出發現的興奮“比壓力大得多”。
當 Yen-Jie Lee 2006 年以研究生的身份來到麻省理工學院時,有點文化沖擊。這位有抱負的粒子物理學家曾在臺灣大學學習物理學,之后他的職業生涯在臺灣的森林山區中斷。在那里,他擔任海軍陸戰隊中尉,以履行國家規定的兵役義務。他還記得炮火演習的震耳欲聾的噼啪聲和日常軍事生活的不屈不撓的壓力。
“那次經歷使我成為一個受壓力影響較小的人,”李回憶道。“但是在猴子森林里生活了兩年后,我的英語很糟糕,我覺得我已經忘記了我所學的所有物理知識。”
然而,在他的服務即將結束時,李申請了博士課程,其中包括美國的幾個。當他訪問 MIT 時,他與物理學教授 Wit Busza 產生了直接的親緣關系。
“盡管他因為我的口音而聽不懂我,但我們認為我們都是很棒的人,最終我決定試一試,”Lee 說。“來到麻省理工學院徹底改變了我的生活。”
麻省理工學院實驗粒子物理學家 Yen-Jie Lee 探索粒子碰撞數據以尋找宇宙起源的線索。信用:布萊斯維克馬克
作為 Busza 小組的一名研究生,Lee 在粒子物理學的關鍵時刻有一個職業生涯塑造機會去日內瓦。在那里,科學家們正準備開啟世界上最大、最強大的粒子加速器——大型強子對撞機。大型強子對撞機產生的粒子碰撞預計會產生類似于早期宇宙的條件,并可能產生全新的、不可預測的現象。
Lee 發現自己是分析團隊的核心,在那里他很快學會了用英語和物理方程與其他科學家交流。他最終幫助測量和解釋了大型強子對撞機的一些首次碰撞——李認為他的軍事訓練幫助他保持專注,他欣然接受了備受期待的分析。
“有幾千名合作者,每個人都對這個物理學感興趣,我是第一個了解數據的人,”李說。“對我來說,這些第一次測量的興奮比壓力大得多。”
從早期開始,李就一直在利用大型強子對撞機的數據尋找宇宙起源的線索。在麻省理工學院,他現在是物理學的終身副教授,他正在尋找粒子碰撞極端后果中的模式和相互作用,這可能會告訴我們宇宙是如何形成的。這些實驗還可能揭示其他極端環境的內部運作,例如中子星。
“每次我們收集一小部分信息,我們就會對早期宇宙了解更多一點,”他說。“這讓我想知道更多。”
“自然法則”
李出生于臺灣中西部工業直轄市臺中市。長大后,他記得被數學和物理所吸引,盡管在高中時他很少上課。繁忙的科學比賽日程經常使他無法上學,因為他經常被選為他的高中代表參加全國科學博覽會和數學、物理、化學和計算方面的問題解決競賽。
“這對我來說就像一種教育,”他說。
“每次我們收集一小部分信息,我們就會對早期宇宙了解更多一點,”李說。“這讓我想知道更多。” 信用:布萊斯維克馬克
在跨多個科目競爭后,李意識到他最感興趣的一門是:物理。當他進入臺灣國立大學讀本科時,第一年他進行了一系列物理實習,包括在光學實驗室工作、協助研究超導體以及在天文臺露營以追蹤星星。正是在實驗粒子物理學方面的實習,讓他的學術生涯開始了。
Lee 在 Belle 實驗中擔任實習生,這是一個在日本筑波的 KEKB 粒子加速器中運行的粒子物理實驗。加速器旨在將電子與正電子(電子的反物質對應物)碰撞。當它們碰撞時,電子和正電子在一陣子粒子中湮滅。包括李在內的科學家們尋找外來粒子的跡象,并追蹤了湮滅后稀有粒子的衰變。
“我從這個非常簡單的系統中獲得了很多樂趣,”Lee 說,他的本科和碩士論文都是基于 Belle 的實驗數據。“這讓我想學習自然法則,以及我們是否能找到涉及粒子探測的新物理和新現象。”
噴氣式旅行
在臺灣服完兵役后,Lee 來到麻省理工學院并與他的顧問 Busza 一起在 LHC 工作,在那里加速器正準備碰撞重離子以產生比電子和正電子之間的碰撞更復雜和奇異的粒子混合物。
“重離子碰撞創造了一個大約 5 萬億度的環境,我們可以看到這個系統冷卻下來,”Lee 說。“這與早期宇宙的路徑基本相同,大爆炸后 10 微秒。”
Lee 熱衷于探索重離子碰撞的后果,盡管當時最初的實驗涉及的質子之間的碰撞不太復雜。碰巧的是,李被安排在研究團隊中撰寫第一篇物理學論文,報告這些初始質子-質子實驗的結果。
大型強子對撞機在李博士即將結束時開始進行第一次重離子實驗,他能夠分析這些備受期待的運行中的一些第一批數據。通過這些分析,他發現了碰撞中產生的快速移動的夸克,這些夸克在噴流中穿過產生的等離子體。
“這就像看子彈穿過水一樣,”李說。“我們可以看到子彈尾隨的尾流,并可以用它來了解水的聲音傳播。這些噴流也是如此,我們可以使用夸克來了解早期宇宙的聲音。”
2013 年,Lee 接受了加入麻省理工學院物理系的邀請,成為相對論重離子組的成員,在那里他繼續領導對大型強子對撞機重離子數據的分析,并正在開發尋找奇異粒子和新粒子的新技術。 ,不可預知的現象。
“在麻省理工學院,壓力非常大,有時會感到興奮,有時也會覺得自己做得不如預期,”Lee 說。“但我們小組的同事 Gunther Roland 和 Bolek Wyslouch 已經構建了一個非常支持的環境。我對此非常感激。”
他也很感激有機會通過他的物理學生涯看到這個世界。他曾在 30 多個國家發表演講和參加會議,并在許多國家長期逗留,以體驗新的視角。
“在訪問其他國家時,我會嘗試停留一兩個月,了解不同的人如何過日常生活,”李說。“以前,我不認為我會離開臺灣。我很幸運能夠體驗到如此多的差異。”