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  • 丁肇中:为名为利学物理是很危险的事

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-01-06
    作者:李文静资料来源:中国青年报发布日期:2013年

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    丁肇中:为了利润而学习物理

    丁肇中

    是非常危险的事情4月3日,山东大学能源与动力工程学院教授科林正在为即将到来的清明节做准备,突然接到美籍华裔物理学家丁肇中的通知。欧洲核子研究中心的丁肇中告诉他,今天,他想在全世界同时发布一个数据。

    作为丁肇中团队的一部分,程林领导的团队负责阿尔法磁谱仪(AMS)的热控制系统。他立刻变得很忙。自1994年以来,丁肇中已经寻找暗物质18年了,这是第一次公开公布结果。你知道,这位从未发表过研究成果的科学家因为他上次发表的研究成果轻而易举地获得了诺贝尔物理学奖。

    于是,山东大学与丁肇中合作进行实验的团队匆匆忙忙地准备了新闻发布会,已经为假期做好准备的记者也拿出录音笔进行采访,将新闻添加到头条。英国广播公司的主持人也突然插入新闻:“最新消息,科学家似乎发现了暗物质?”

    "我们发现了40万个正电子."丁肇中慢慢地说,引用了可以支持他们起源于暗物质的理由,慢慢地补充道,“但是没有完整的证据。”

    来自世界各地的记者聚集在记者招待会上,向科学家们发出提问的信号。这位77岁的物理学家坐在实验室里,不慌不忙地回答每个人的问题,而在他身后,其他工作人员像往常一样站在电脑前,继续处理未完成的数据。

    一位80岁的侦探正在寻找证据。这是丁肇中的故事。我们即将听到这个故事的结尾。

    在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心,临时收到记者招待会消息的记者蜂拥而至。与此同时,山东大学的科林也匆忙召开了中国记者招待会。

    然而,并不是每个人都能立即理解丁肇中的实验。英国媒体在第二天发表的文章开头说:“你认为‘上帝粒子’很难理解吗?那就试试暗物质吧!”

    自从1994年我们开始寻找暗物质的实验以来,丁肇中一遍又一遍地解释了“暗物质”这个词的含义暗物质是指目前宇宙中人类看不见的物质。暗物质约占宇宙的27%,而我们通常能观察到的普通物质仅占宇宙质量的5%。

    “我们对宇宙知之甚少,宇宙大得难以想象,所以我们的目标是搜索整个宇宙,找到靠近宇宙边缘的地方,看看是否有我们不知道的物质。”丁肇中告诉媒体。

    因此,他做了18年的实验,建造了一台重7.5吨的阿尔法磁谱仪,邀请了来自16个国家和地区以及54个研究机构的近600名研究人员参加。他计划在未来20年内在离地球近400公里的国际空间站收集3000亿数据。

    不管有没有暗物质,人们都期待着丁肇中团队的答案。在丁肇中的领导下,这个团队可以给出一定数量的东西。程林能数出他负责的热力系统的部件,丁肇中甚至能准确记录他的日常生活从办公室开车回家需要15到17分钟,他家门口有两排松树,总共67棵树.

    2013年4月3日,在日内瓦的一个实验室,丁肇中首次向世界公布了阿尔法磁谱仪项目的实验数据结果阿尔法磁谱仪在太空实际运行中检测到40万个正电子;比例的增加是平衡的,没有峰值。正电子源没有特定的方向。"所有这些都支持正电子起源于暗物质,但是没有完整的证据."他说。

    这个结果让等待消息的物理学家一时无语。加州理工学院物理学家肖恩卡罗尔简单地称这一结果为“令人担忧的证据”。

    “我只能说,我的责任是打开一扇门,用精密仪器测量它。我最重要的是确保一切都正确无误。”丁肇中说。以前包括美国费米望远镜在内的项目已经观察到过多的正电子,但是数据误差非常大,而阿尔法磁谱仪的误差只有1%,“相当于肉眼和精密显微镜的差异”。一位80岁的侦探正在寻找证据。这是丁肇中的故事。我们将听到这个故事的结局。”美国芝加哥大学物理学家迈克尔特纳(Michael Turner)是暗物质理论领域的领先研究者。他告诉媒体,“虽然侦探们现在有了令人担忧的线索,但更多的答案将帮助我们完成这个侦探故事。”

    在日内瓦,丁肇中还告诉记者阿尔法磁谱仪目前运行良好,所以“在接下来的几个月里,它提供的数据将告诉我们这些正电子是否是暗物质或其他来源存在的证据”。

    他喜欢的那种实验就像“站在大雨中,寻找一滴与众不同的雨滴”。

    在欧洲核子研究中心的会议之后,丁肇中通过视频链接参加了美国宇航局的一个会议。一位白发苍苍的美国宇航局官员微笑着说:“这项实验已经进行了18年,现在这份报告首次发表。我只能说,它教会我们耐心是一种美德。”

    从1995年开始,丁肇中正式启动阿尔法磁谱仪项目实验。那时,他已经在物理领域有了颠覆性的发现。1974年,他在实验中发现了J粒子。此前,科学家认为宇宙由三种基本粒子组成,但丁肇中的发现提出了第四种可能性。当时他本可以宣布结果,但丁肇中坚持反复检查实验的每一步。直到两年后,另一个实验室得出了同样的结论。1976年,丁肇中和另一位物理学家共同获得诺贝尔物理学奖。

    ”当我获得诺贝尔奖时,我有点惊讶。在正常情况下,陪审团必须等20多年才能给你颁奖,但他们会在我工作一年多后给你颁奖。”丁肇中开玩笑说,“我想他们一定是被兴奋冲昏了头脑。”

    于是,丁肇中把他的诺贝尔奖证书和奖章、J粒子原始数据手稿、用小写字母写的中国获奖演讲,连同去斯德哥尔摩领奖的机票,锁在一个不显眼的小铁盒里,放在他放实验工具和仪器的房间里,并继续搜寻暗物质实验。

    然而,这个实验和他最喜欢的寻找J粒子的实验一样困难。例如,他喜欢的那种实验就像“站在大雨中,寻找一滴与众不同的雨滴”。

    "找到你已经知道的东西很无聊."丁肇中说。

    他住在离实验室15到17分钟的地方。这是一所茅草屋顶的木梁房子,除了一个葡萄园和两排松树之外,没有邻居。当他不在办公室的时候,他会想到他在这里的实验。当丁肇中在他家门前的67棵松树中行走时,他想出了一种发现暗物质的方法在太空中做实验。

    把仪器送上天空是一个好的科学想法,但是负责做出决定的美国政治家皱眉头。一个重要的原因是它太贵了。“在每一次实验中,我都经历了很多反对意见。然而,当做实验物理时,你不能因为绝大多数人反对就停止做。物理学的进步推翻了所有人都知道的东西。”丁肇中说。

    最后,丁肇中推动了议会,赢得了政府的支持。2009年奥巴马政府就职后的第三天,美国宇航局宣布了搭载阿尔法磁谱仪的航天飞机的时间表。2011年5月16日,美国奋进号航天飞机完成了最后一次任务,将阿尔法磁谱仪送至国际空间站。这当然不是一次花费5亿美元的廉价旅行。

    丁肇中的坚持为他赢得了美国媒体对“钢铁意志”的评价。然而,当一名美国记者问他是否觉得固执时,他像个孩子一样摇摇头,所有在实验室里与他共事多年的研究人员都笑了。

    “最重要的责任是不犯错误,因为犯了错误后,人们就没有办法检查和校对了。”

    科林自2004年以来一直与丁肇中合作进行实验,在他看来,二等兵丁肇中非常安静。不管研究数据有多颠覆性,他都不喜欢公开,也不经常与自己的圈子相处,保持“适当的孤独”。闲暇时,他喜欢阅读历史,看新闻,有时和科林谈论《水浒传》。

    然而,当这位物理学家出现在公众面前时,他很少提及物理学以外的话题。即使在这次新闻发布会上,他也从未对那些他不能百分之百确定的问题发表过评论。

    “不用做实验,你可以说东方,我可以说西方,我不知道该如何回应,所以我的观点和街上的孩子们是一样的。”丁肇中说。

    这位以严谨着称的物理学家说,当他第一次向美国宇航局汇报时,美国宇航局局长和他谈了三个小时。当他离开时,负责人还特别告诉他,处理宇宙不容易,“空间不容易处理”。

    “当时我不明白。我花了十年时间才理解这句话。”丁肇中说,“你在这里犯了一个错误。你不能通过请研究生帮忙收拾残局来解决这个问题。”

    所以,他说他经常半夜醒来,心中充满疑虑实验设计有什么问题吗?设备数据准确吗?还有哪些测试没有进行?磁谱仪中有4000个小磁铁。如果它飞出去了,它可能会弄坏航天飞机。然后会有大事发生!

    “我认为在接下来的50年里,没有人能再做如此大而困难的实验了。所以我告诉我们所有的科学家,最重要的责任是不要犯错误,因为犯了错误后,人们就没有办法检查和校对了。”丁肇中对亲自访问日内瓦的北京科技视频网记者说,“所以我总是对自己说,最好再检查一遍,再检查一遍。”

    一名美国记者问他为什么坚持寻找不存在的东西。为什么这件事如此重要?你已经获得了诺贝尔奖。你想赢一秒钟吗?

    “诺贝尔奖现在有一个不成文的传统,一个人不会赢两次,所以我不用担心。”丁肇中说,“当我获得诺贝尔奖时,我还相对年轻,40岁,所以没有必要停下来。我唯一感兴趣的是做实验。我对其他什么都不感兴趣。我只想满足我的好奇心,为了利润而学习物理是非常危险的。”

    所以,在日内瓦的新闻发布会上,丁肇中拒绝回答所有与“猜测”有关的问题。无论暗物质是否存在,何时才能发现暗物质,以及他看到了什么初步数据,他都保持沉默。匆匆忙忙的人们不得不问他,你什么时候能知道答案?

    "应该很慢。"丁肇中微笑着回答,用他标志性的缓慢语调。(原标题:寻找暗物质:18年来的第一个答案)

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