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1 曹臻:宇宙射线划出生命轨迹

这段时间曹臻很忙,但心情却像春天的花儿一样充满了阳光。这样还并不足以形容他的好心情,用他自己的话说———“那叫一个兴奋!”

国家计划新建扩建一批基础研究大型设施,以便让GDP高居世界前列的中国,做好在科学文化领域为世界做贡献的准备。曹臻所在的中科院高能所从事的西藏羊八井高能宇宙线实验有幸被推荐为候选基地之一!身为羊八井中意合作ARGO项目负责人的曹臻,怎能不由衷地珍惜这次施展抱负的机会。根据初步的规划,扩建后的探测阵列是现在ARGO探测器面积的100倍,将极大地促进我国宇宙线研究的发展。

“人生在世,能做这么大的项目,有这样的机会实现理想,真的很兴奋!”曹臻高兴地说。

在曹臻的成长史中,他的生命轨迹一直追随着宇宙线物理而动,哪里有机会他就会去哪里。酷爱海明威的他,天生乐观,不怕改变,在他的人生字典里没有“失败”二字。

从贵州到云南

今年46岁的曹臻把自己形容成“三省人”———生在云南,长在贵州,祖籍四川。

他是恢复高考后第二年入学的大学生,也就是常说的“78级”。在那个年代,高中是两年制,“考试题目也不太难”,所以刚上高一的曹臻就在英语老师的鼓励下去参加了高考。没想到还真的考上了,他被云南大学物理系录取了。

选择物理为专业要感谢曹臻两位初中物理老师。“第一位老师是教数学出身的,他用数学的方法分析物理,我觉得物理简直太干净、太美了。”这恐怕是他喜欢上理论物理的最初原因。初三时的第二位物理老师动手能力很强,对学生做实验的要求十分严格,曹臻便体会到了动手实验的乐趣。

大学生活开始那年,曹臻16岁,而班里最大的同学32岁。他特别喜欢和年纪大的同学“闲侃”,还把图书馆当成了宝,找来很多书读,历史、哲学、文学都是他的最爱,自己也买了许多世界名著,“每个月都勒紧裤带,到了月底就只能吃馒头蘸白糖了。”这些单价1元5角或2元的书,现在还立在曹臻的书柜里,偶尔被他拿出来重温。4年愉快的大学时光很快过去,曹臻毕业了。

从中科院到美利坚

如今回忆起来,曹臻特别感谢毕业后的5年“沉寂期”。

获得云南大学理论物理学士学位的曹臻,主动要求到贵州工作,没想到被分配的单位是贵州省轻工厅。由于没有和他专业对口的工作,最后领导把他安置到宣传部,“和两个老头、一个中年妇女一起,每天就是看报,太没劲了”,他对办公室生活失望透顶,却只能在日记中发泄不如意。

“我想考研究生了,这是我离开那里的唯一出路。”一年后,他主动调到贵州工学院当物理老师,工作比较对口,可考研的理想并没有被他忘记。教书闲暇,他把物理课程又从头到尾读了一遍;那些大学时收集的历史、哲学、文艺作品也都又被他拾了起来。

“这五年,虽然在某些方面看起来我落后了,可我并不后悔,它让我有机会好好体会生活,好好读书。后来忙了,再也没时间看那么多书了。”而为了督促自学,他在墙上贴了一个坐标图,横轴是“日期”,纵轴是“小时”,如果学习时间减少了,画出的曲线就会下降,就会使人产生强烈的危机感。“这是一个督促学习的好方法。”曹臻笑着说。

1987年,曹臻终于圆了读研究生的梦。从大学的早年学习生涯起,他就在《自然》等许多科普杂志上读到过杨振宁和李政道的文章,一心只想做理论物理研究,用公式推导出物理世界的美妙。结果事与愿违,他跟导师做起了高能物理中的宇宙线实验研究。

7年后,获得中科院博士学位的曹臻出国深造,他终于在美国圆了梦寐以求的理论物理之梦。然而,那段生活非常艰苦,经常面临研究经费紧张的境遇,曹臻又开始思考如何改变。最后他得出了一个结论:物理毕竟是实验科学,自己很难像真正的理论大家一样从物理基本问题出发去演绎,实验研究做起来感觉更实在。

机缘巧合,一直在极高能宇宙射线研究方面位于世界前列的美国,有一个叫高分辨蝇眼(HiRes)的大型实验需要研究助手,曹臻凭借高能宇宙线研究背景进入到这个研究组工作。他又回到了宇宙线领域,开始了极高能宇宙线研究。

从高能所到羊八井

2002年,拿到美国绿卡后,曹臻第一件事就是回国,回到阔别了8年的母校和曾经的老师、同事们交流。

这一交流,给了曹臻不小的震撼。以当时并不起眼的高能所第三研究室为例,这几十个人的研究室,就有上亿元的实验基金!

“这可了不得。”曹臻很感慨,回想他在美国的老板已经是系主任级别的人物,想从事HiRes实验以外的任何研究都很难找到经费支持,自己无论从资历到人脉都不如老板,难免为自己能否在美国实现理想而担忧。做实验需要经费支持,而且在国外永远是为别人打工,看到国内的发展机会如此之好,他便在心里做好了要回国的准备。

2004年,曹臻以“国外引进人才”的身份进入中科院高能所做研究员,继续从事极高能宇宙射线的数据分析,并开始了国内极高能宇宙线实验研究。

“国内有很多研究做得非常好的前辈,但受研究经费的限制,一方面是出国讲学、开会的机会太少,另一方面与国际宇宙线研究圈子里的人不熟,没有能很好的把中国的研究成果介绍出去。”曹臻凭借多年积累的研究经历和人脉,很快就做到了学术领头人的位置。“很重要的一点是,当初像我这样的年轻人,无论在国内和国外都成长起来了,我们团结起来就可以做成些事了。”

刚一回国工作,曹臻就提出在新疆发展超高能中微子探测的方案,争取在这一尚处在发展上升阶段的新兴领域,建设具有自己独特探测方法的超高能中微子探测基地。按照国家计划新建扩建一批基础研究大型设施的战略部署,今年1月,曹臻接到领导任务,要求尽快拿出西藏羊八井实验的扩建方案,建设宇宙线探测基础研究大型设施,做大做强有希望了!

“现有阵列规模是百分之几公里,我们要把它扩大到1平方公里。只有足够大面积的探测阵列做保证,才能收集到更好的数据,才能使羊八井最终成为一个世界级研究中心。”通过对国际宇宙线实验的综合分析,曹臻在报告中提出了实验规模扩大几十倍的设想,也得到了所领导和学术委员会的支持。

从运动场到美术馆

一和曹臻谈起爱好,他便滔滔不绝起来。

在美国10年,他爱上了打网球,回国后对羽毛球产生了兴趣,每周打两次,一次在高能所和学生、同事打,一次在俱乐部和各个职业的球友打。他也爱骑车,今年清明节,和学生骑车到密云,来回180公里。他喜爱音乐,尤其是古典音乐,对乐理和合弦都有所爱好。他喜欢“硬汉”海明威,读海明威全集;第一次去美国纽约大都会博物馆,在里面看了两天;尤其对巴黎的罗丹纪念馆恋恋不舍;到卢浮宫也足足看了两天,还计划有时间再去。

不过即便如此,回国后他还是对中国这个“家”充满了文化认同感。“虽然国外生活条件好,也步入中产阶级,但始终觉得那里的文化不属于自己,没有主人翁的感觉,回来后,文化是我的文化,心里踏实多了。”

回国4年来,曹臻前后培养了4个硕士生,今年他带的第一批3名博士生就要毕业了。其中他最得意的博士生是张丙开。

曹臻一回国就把在美国尤他大学研究组的HiRes项目的数据整理和分析工作交给了张丙开,张丙开也没有让他失望。“我很满意这个学生。”曹臻自豪地说,“他在硕士阶段就全力投入数据样本的建立工作,博士阶段主要对数据进行分析。现在我们的宇宙线角分辨率可以精确到0.4度,美国的是0.8度。而且我们有HiRes实验最完整的数据,美国人需要的话,也要来我们这里讨论和使用数据。”

即将毕业的张丙开变得“很抢手”,而曹臻也支持爱徒走上自己的最佳发展路线:“国际很多大的研究组都想要他去,有机会能让他到美国或日本的研究组做博士后,对他日后的研究生涯将是一个很好的开端。”曹臻一直认为没有在博士后流动站独立工作的锻炼,是无法真正成为一个优秀的宇宙线物理研究者的。

■人物档案

曹臻

2004年入选中国科学院“引进国外杰出人才”,现为高能所粒子天体物理中心研究员,中国物理学会高能物理分会常务理事。负责在西藏的中意合作ARGO实验,开展包括甚高能伽马射线天文在内的高能宇宙线实验研究。

主要研究工作包括研制20平方米地下μ子探测器,用于怀柔EAS闪烁探测器阵列;关于海拔5500米的中日合作西藏甘巴拉山乳胶实验多芯事例的物理分析,探讨了包括亚夸克结构在内的各种大横动量产生机制;从事重离子散射相关的理论研究,探讨部分子级联的混沌现象,还从事了大量QGP到强子末态的研究;完成了1993年至1996年HIRES与MIA联合实验的数据处理和物理分析,部分地确认了位于亚EeV能区的宇宙线能谱“第二个膝”的存在和相应的宇宙线成分变化,引发了当今对银河系宇宙线高端能谱的深入研究,导致了美国TALE和中国CRTNT等实验计划的提出。在《物理评论快报》等欧美物理杂志上发表了数十篇科学论文。

■相关名词

宇宙线

来自宇宙空间的各种高能微观粒子———主要是质子(氢原子核),其次是α粒子(氦原子核),还有少量其他各种原子核,以及电子、中微子和高能光子(X射线和γ射线)———构成的射流。宇宙线中存在能量极高的粒子,已观测到的最高能量达1020电子伏以上。

羊八井ARGO项目

距拉萨90公里的念青唐古拉山脚下,有一座中国和意大利合作建立的宇宙线观测实验室———羊八井宇宙线观测站ARGO实验室。该实验室建成于2001年6月4日,是世界最大的高海拔宇宙线实验室,对探索河内和河外星系中的高能粒子源、空间环境及太阳活动变化等发挥了重要作用。

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作者:aymi 2008/5/4 16:00:29 | 回复楼主 举报 TOP

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