◎本報記者 劉 霞

　　宇宙是如何開始的？那些最微小、最重要的物質粒子隱藏著什麽(me) 秘密？它們(men) 如何幫助人們(men) 理解空間和時間的複雜性？中微子究竟是否是物質的組成部分之一？暗物質和暗能量的本質又是什麽(me) ？探尋這些問題的答案正是美國費米國家加速器實驗室的工作方向。

　　上海交通大學物理與(yu) 天文學院教授李亮曾在費米實驗室工作7年之久。他在接受科技日報記者采訪時表示，作為(wei) 美國首屈一指的粒子物理學和加速器實驗室，自1967年以來，費米實驗室利用世界上最先進的粒子加速器之一——兆電子伏特對撞機(Tevatron)，不斷推動技術創新並拓展科學探索的邊界，最終願景是揭示物質、能量、空間和時間的奧秘。

　　秉持三大科研使命

　　李亮說：“一個(ge) 頂尖的實驗室，首先要有自己真正的‘靈魂’和使命，這賦予實驗室不懈追求的目標，也是團隊高度凝聚力所在。”

　　費米實驗室秉持三大使命：用粒子加速器推動世界中微子科學研究；領導美國粒子對撞機的開發及應用；通過對宇宙開展測量發展粒子物理學。

　　費米實驗室主持或參與(yu) 了數百個(ge) 實驗，包括多項粒子天體(ti) 物理學前沿實驗，如1998年開始觀測的斯隆數字巡天，以及2012年拍攝第一張照片的“暗能量巡天項目”。

　　“費米實驗室還為(wei) 大型強子對撞機(LHC)的設計和建造作出了貢獻，參與(yu) LHC上緊湊型繆子螺線管實驗的科學家也為(wei) 2012年希格斯玻色子的發現立下了赫赫戰功。”清華大學物理係副教授胡震介紹了實驗室取得的一些成績。2008年，胡震曾以訪問學者身份在費米實驗室學習(xi) 一年。2014年到2018年，他又重回故地開啟博士後研究。

　　胡震說：“Tevatron建造和運行的幾十年，帶動費米實驗室成為(wei) 全球高能物理界重要研究中心之一。盡管其已於(yu) 10多年前‘壽終正寢’，但它留下的經驗、技術、團隊組織方式、科研合作氛圍等，成為(wei) 了一筆無形的資產(chan) ，至今仍引領著科學家前進的腳步。”

　　獲得多項重大發現

　　在揭示宇宙和物質奧秘的道路上，費米實驗室取得了很多研究成果：發現底誇克、頂誇克，為(wei) 構建粒子物理學標準模型奠定堅實基礎；觀測到反氫原子；在中性K介子中觀測到直接的CP破缺；直接觀測到陶子中微子首個(ge) 證據，開啟物理研究新時代；發現新的奇特強子Y(4140)等。

　　“2023年8月10日，由費米實驗室主導的繆子反常磁矩合作組發布了迄今最精確繆子反常磁矩測量結果，精度比此前的研究結果提高了2倍，為(wei) 揭示繆子反常現象背後的新物理線索奠定了基礎。”作為(wei) 這項突破參與(yu) 者之一的李亮記憶深刻。

　　去年4月，《科學》雜誌以封麵文章的形式發表了費米實驗室的研究成果：科學家利用“棲身於(yu) ”Tevatron的探測器數據，實現了迄今對W玻色子粒子最精確的測量。

　　“從(cong) Tevatron加速器實驗到中微子振蕩實驗，再到繆子反常磁矩實驗，乃至未來的深地中微子實驗，費米實驗室總是在不斷開拓新的研究方向和領域，並且作出令人矚目的新發現。”李亮總結道。

　　讓高冷的科學更親(qin) 民

　　費米實驗室的上述成就令人感覺特別“高冷”，但費米實驗室一直在努力讓科學走進生活，造福社會(hui) 。

　　例如，Tevatron的設計推動了超導電線和電纜的商業(ye) 化生產(chan) ，使核磁共振成像設備成為(wei) 可能。費米實驗室創始主任羅伯特·威爾遜1946年首次提出使用質子進行醫療的想法。當實驗室建造出首台醫療用質子加速器時，威爾遜的夢想實現了。

　　費米實驗室一直積極參與(yu) 科學教育。李亮介紹說，費米實驗室每幾周都會(hui) 組織公眾(zhong) 參觀活動，由義(yi) 務講解員帶領公眾(zhong) 參觀實驗室各個(ge) 科學設施。實驗室從(cong) 1980年開始為(wei) 高中生舉(ju) 辦“周六晨間物理”等活動，並為(wei) 科學教師舉(ju) 辦研討會(hui) 。

　　以諾貝爾獎得主利昂·萊德曼命名的萊德曼科學教育中心於(yu) 1992年開業(ye) 。中心專(zhuan) 門為(wei) 教育和公眾(zhong) 參與(yu) 而設立，李亮說：“通過這個(ge) 中心，費米實驗室與(yu) 周邊群眾(zhong) 建立起緊密聯係，增進了大眾(zhong) 對粒子物理和科學研究的理解，激發了年輕一代對科學的興(xing) 趣，該中心也一直是公眾(zhong) 最喜愛的遊覽點之一。”