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《科学》公布2012年度十大科学突破,我系教授为两大突破做出重要贡献

日期:2012-12-25 阅读:1135

中国大亚湾反应堆中微子实验

 

美国《科学》杂志12月20日公布了本年度10大科学突破(《科学》相关报道),科学家在难以捉摸的希格斯玻色子亚原子粒子研究领域取得的成果被评为2012年最重要的科学发现。中微子混合角研究也被《科学》杂志及其发行机构美国科促会确认为本年度具有开创性的科学成就。物理系杨海军教授、刘江来特别研究员分别在希格斯玻色子发现及中微子混合角研究中做出突出贡献。

 

中国大亚湾反应堆中微子实验

 

美国《科学》杂志12月20日公布了本年度10大科学突破(《科学》相关报道),科学家在难以捉摸的希格斯玻色子亚原子粒子研究领域取得的成果被评为2012年最重要的科学发现。中微子混合角研究也被《科学》杂志及其发行机构美国科促会确认为本年度具有开创性的科学成就。物理系杨海军教授、刘江来特别研究员分别在希格斯玻色子发现及中微子混合角研究中做出突出贡献。

 

7月4日,科学家宣布找到了希格斯玻色子存在的证据,从而完成了粒子物理标准模型。该模型解释了粒子如何通过电磁力、弱核力和强核力相互作用以组成宇宙中的物质。然而,在今年之前,科学家无法解释这些基本粒子如何获得它们的质量。物理学家假设空间由与电场类似的“希格斯场”所填充,粒子与“希格斯场”相互作用以获取能量以及质量。“希格斯场”是由分布在真空中的希格斯玻色子组成,物理学家现在将它们从真空中轰出并进入短暂的存在状态。但是,观察到希格斯玻色子可谓来之不易甚或代价不菲。在瑞士日内瓦附近的粒子物理实验室中,与造价高达55亿美元的原子加速器相伴的数千名研究人员借助两台巨型粒子探测器(ATLAS和CMS)发现了盼望已久的玻色子。

上海交通大学物理系的杨海军教授自2005年起参与ATLAS国际合作实验,是上海交大-ATLAS研究组的负责人。他是ATLAS实验组大批量对撞数据处理和分析的联络人之一,对希格斯粒子的历史性发现做出了重要贡献;他是开发和应用先进的数据分析技术推进的决策树(Boosted Decision Trees - BDT)作粒子鉴别和事例模式识别的引领者之一,BDT方法已广泛应用于粒子物理实验寻找新粒子,包括在大型强子对撞机实验上发现希格斯粒子和在美国费米实验室发现单顶夸克粒子等。2012年11月12-16日,他受邀代表ATLAS实验组参加在日本京都大学召开的强子对撞机物理国际会议,并作关于希格斯粒子测量的邀请报告。

 

中微子混合角研究基于中国大亚湾反应堆中微子实验,此实验中的数百名研究人员报告了一个模型的最后的未知参数,该模型描述了被称作中微子的这种难以捉摸的粒子在以接近光速穿行时,如何从一种类型或“特色”变形为另一种类型。这些结果显示,中微子和反中微子可能会以不同的方式改变其特色,并提示中微子物理可能有朝一日帮助研究人员解释为什么宇宙含有如此多的物质及如此少的反物质。如果物理学家无法发现超越希格斯玻色子的新粒子,那么中微子物理可能会代表粒子物理学的未来。

大亚湾中微子实验室主要是由中国科学院高能物理研究所负责建设的。这个大型实验由多个中美合作团队协作进行。上海交大中微子团队以刘江来特别研究员和李高嵩、顾文强两位博士研究生组成。刘江来是大亚湾中微子实验国际合作组决策委员会成员,刻度系统总负责人和物理分析数据质量负责人。在实验中,刘江来团队承担着刻度系统的安装、调试、取数和物理分析工作,就是设计一把“刻度尺”,帮助测量出新的中微子振荡几率,为这一世界性成果做出了关键性贡献。

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