仰望星空者 成就自斐然
光明日報記者 周仕興(xing) 光明日報通訊員 李偉(wei) 紅 劉娜利
“它的磁場如此有序,它是我們(men) 探測到距離地球最近的一個(ge) 脈衝(chong) 星風雲(yun) 。”前不久,在廣西大學天文觀測重大突破性研究成果發布會(hui) 上,領銜取得該項研究成果的廣西大學天文與(yu) 空間科學技術團隊青年教授謝斐滿懷深情地介紹。
現年33歲的謝斐教授和她的團隊,利用世界首個(ge) 聚焦型X射線偏振望遠鏡(IXPE)觀測到的數據,對一個(ge) 脈衝(chong) 星風雲(yun) 的X射線偏振特性進行研究,發現其偏振度極高,接近同步輻射理論的上限,這是人類目前在高能波段探測到的偏振度最高的一個(ge) 目標源。
2022年12月,這項成果以《船帆座脈衝(chong) 星風雲(yun) X射線偏振趨近同步輻射理論極限》為(wei) 題,在國際頂級學術雜誌《自然》發表。謝斐是第一作者和唯一通訊作者,實現了以廣西本地研究機構為(wei) 第一完成單位在《自然》刊發研究論文的曆史性突破。
十年深“鑿”科研路
“謝斐教授有激情,有韌勁,專(zhuan) 注執著。這項成果的取得來之不易,這條叩問蒼穹、探索宇宙奧秘之路,是她懷揣夢想一步步頑強不懈地‘鑿’出來的。”廣西大學天文與(yu) 空間科學技術團隊帶頭人梁恩維教授評價(jia) 。
謝斐坦言,自己的“入門”,得益於(yu) 興(xing) 趣和選擇。她大學時期讀的是數理基礎科學,這在不少女孩子心中“生僻無趣”的專(zhuan) 業(ye) ,她卻以優(you) 異成績獲得免試推薦攻讀碩士研究生的資格。從(cong) 碩士到博士,伴隨學習(xi) 和研究的深入、視野的開拓,她對高能天體(ti) 物理的興(xing) 趣和熱愛越發濃厚,這使她篤定選擇了相關(guan) 高能天體(ti) 物理領域的學術目標。
取得博士學位後,謝斐前往瑞典皇家理工學院開展一期博士後研究工作,她把目標鎖定在多年未有進展的高能偏振探測領域。2018年,她前往意大利國家天體(ti) 物理研究所,加入了成像型X射線偏振望遠鏡合作組。在合作組,謝斐參與(yu) 儀(yi) 器的研製和標定,在望遠鏡升空之前把探測器造出來送上了太空,這一係列傑出工作,使謝斐成為(wei) 這個(ge) 頂尖學者匯聚的國際合作團隊核心成員。
2021年,學有所成的謝斐懷揣夢想踏上回國之路。了解到廣西大學正在做中國空間站上的X射線偏振探測器時,她毅然選擇加入廣西大學。
然而,這是一場曠日持久的拉鋸戰。“X射線偏振觀測研究在過去40年進展緩慢。直到2017年,美國、意大利聯合啟動了成像型X射線偏振望遠鏡IXPE項目。2021年年底,該望遠鏡發射升空開始執行觀測任務。”謝斐介紹,IXPE利用了一種先進的探測技術,使人類首次能夠對X射線偏振進行高精度的測量,得到新維度的數據,從(cong) 而能更全麵深入地探索其物理起源。
2022年4月,IXPE望遠鏡將獲得的觀測數據傳(chuan) 回地麵,謝斐通過國際合作團隊在該研究領域的高端科研平台和資源,與(yu) 團隊成員一起夜以繼日地完成了數據分析、論證並形成了觀測成果。
當獲知謝斐團隊取得這個(ge) 觀測成果後,意大利國家天體(ti) 物理研究所IXPE首席科學家保羅·索菲塔讚歎說,這對理解脈衝(chong) 星風雲(yun) 的粒子加速機製意義(yi) 重大,對研究脈衝(chong) 星風雲(yun) 磁場結構和星風結構也具有重大意義(yi) 。
“我從(cong) 本科畢業(ye) 進入這個(ge) 領域到現在已經10年,一直專(zhuan) 注於(yu) 空間X射線探測,包括我來到廣西大學,也是奔著要做好偏振觀測這個(ge) 領域的想法來的。”謝斐堅定地說。
從(cong) 未“孤軍(jun) 奮戰”
“廣泛的國際國內(nei) 合作和團隊作戰,也是獲得這項重大觀測成果的關(guan) 鍵。”謝斐說。
從(cong) 讀博士起,謝斐一直都在國際一流的團隊中訓練,見證了致力尖端、有秩序、分工明確又合作共進的團隊攻關(guan) 協作規範。在瑞典皇家理工學院和意大利國家天體(ti) 物理研究所的經曆讓她深深明白,要取得一項科技成果的突破,需要有廣闊的國際視野,緊盯科學前沿,加強國際國內(nei) 合作。因此,她要求團隊的學生都要熟練運用英語,能用英語給國際團隊成員發郵件、溝通問題、參加國際小組會(hui) 議研討,獲取國際最新科研信息。
“我們(men) 引進一個(ge) 人才,同時帶來了她背後整個(ge) 團隊的平台和資源,通過人才引進來形成我們(men) 很好的對外合作氛圍。”作為(wei) 引進謝斐的主要推動者,梁恩維對西部高校通過人才引進推動國際合作深有體(ti) 會(hui) 。
多年在國際團隊合作的經曆,使謝斐得以參與(yu) 由美國航空航天局和意大利航天局聯合研製的IXPE望遠鏡項目,並通過競爭(zheng) 獲得了IXPE衛星對Vela脈衝(chong) 星風雲(yun) 的X射線偏振觀測任務和科學任務主導權。
“這項成果的取得,絕非單打獨鬥,它離不開團隊的協同奮戰,這得益於(yu) 廣西大學物理科學與(yu) 技術學院實行的學科團隊負責人製度(PI製)。”謝斐說,在這個(ge) 體(ti) 製下,學院提供資金,教師組團隊做項目,各團隊在自己的研究方向裏自由探索,每位年輕教師都可以擁有獨立的PI,享有充分的學術自由。
“學校緊密對接國家需求,明確做什麽(me) 之後,讓年輕教師協同攻關(guan) ,致力創新,這是PI製的活力所在。”在團隊組建之初,梁恩維就把科學研究的自由探索和有組織科研有機結合起來,為(wei) 青年學者創造良好科研成長條件。
“國之所需,吾之所向”
這項科研成果發布以來,業(ye) 界熱議不斷:是什麽(me) 讓這麽(me) 耀眼的科研成果在西部高校的土地上美麗(li) 綻放?梁恩維一語中的:“在實現中華民族偉(wei) 大複興(xing) 的征程上,我們(men) 敢於(yu) 作為(wei) ,敢於(yu) 挺立。”
謝斐正是帶著“國之所需,吾之所向”的目標,回到了祖國。她說:“從(cong) 出國的那一天起,我就想用自己所學的知識,為(wei) 我國的偏振項目打下基礎,與(yu) 我的團隊把偏振探測器造好,然後放到中國空間站上,實現零的突破。”
“團隊想要有所突破,必須圍繞國家重大科學計劃和國際重大前沿去做,要有前瞻性的布局。”廣西大學科研院院長王祥高說。
為(wei) 此,廣西大學天文與(yu) 空間科學技術團隊在高能天體(ti) 物理與(yu) 探測技術、時域天文學與(yu) 致密天體(ti) 物理、星際介質與(yu) 射電天文學、引力波天文學與(yu) 相對論天體(ti) 物理等4個(ge) 前瞻布局領域發力攻關(guan) ,逐漸在國內(nei) 國際嶄露頭角。
2020年年底,團隊參與(yu) 利用“中國天眼”FAST取得關(guan) 於(yu) 宇宙快速射電暴研究重大突破,該成果列入2020年國際十大科技進展。2021年5月,該團隊作為(wei) 合作組成員單位參與(yu) 的“高海拔宇宙線觀測站”項目,探測到了至今能量最高的宇宙線光子,突破了人類對銀河係內(nei) 超高能粒子加速的傳(chuan) 統認知,開啟了超高能伽馬天文學的時代。
“寬視野的空間低能X射線偏振的測量作為(wei) 我國首次在國際上提出的一個(ge) 觀測計劃,是由廣西大學負責牽頭,共同製定了觀測計劃,研製了探測裝置,目前已經完成了所有的技術攻關(guan) ,從(cong) 探測器本身到電子學的芯片實現了國產(chan) 化。有望作為(wei) 伽馬暴(偏振)探測的三個(ge) 探測器之一,計劃2025年在中國空間站上進行觀測。這相比於(yu) IXPE瞄準目標的持續觀測具有更大的挑戰性。”宇宙X射線偏振合作組(CXPD)發起人,中國科學院高能物理研究所研究員、博士生導師李金說。
傳(chuan) 承奮鬥,薪火不息。“作為(wei) 高校科研工作者,要為(wei) 科學界培養(yang) 更多對科研充滿激情的科學家。”王祥高認為(wei) ,“對年輕人的培養(yang) 是至關(guan) 重要的。要讓學生認識事物本身的趣味性,看到事物發生的作用反應引發的神奇變化,將抽象的東(dong) 西形象化,更要在實驗的過程中,結合我們(men) 國家和人類進步的需求,使他們(men) 認識到研究的意義(yi) 和價(jia) 值,激發他們(men) 的使命感、責任感,使他們(men) 在完成任務後贏得成就感。”
“很幸運由謝斐老師引領我加入這樣的合作團隊,我擴大了國際視野,提高了科研能力,領略了挑戰一流科研的意義(yi) 所在。”團隊博士生劉寬感歎道。
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