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    • 第28届超对称物理暑期学校(Pre-SUSY Summer School) 圆满结束 第28届超对称物理暑期学校(Pre-SUSY Summer School) 圆满结束
       由中国科学院大学,中国科学院理论物理研究所,联合国教科文组织国际理论物理中心(亚太地区)联合举办的超对称物理暑期学校(Pre-SUSY Summer School)于2021年8月20日圆满落幕。本次暑期学校为期两周,采用中文周与英文周结合的形式,邀请近40位国内外知名专家学者,为学员带来了为期两周的精彩课程。   自1993年成立以来,每年一度的超对称物理国际学术会议(SUSY Conference)是全球高能物理最大的学术会议之一。会议已在世界各地举办了27届,每届由来自全球的知名高校或研究机构承办,致力于探讨基本粒子物理领域的前沿思想。第28届SUSY会议原应于2020年在北京举办,但由于全球新冠肺炎疫情的影响不得不推迟至2021年。   每届SUSY会议举办前,都会专门为来自世界各地的高年级研究生和博士后举办Pre-SUSY学校,为年轻学者拓展知识储备,接触世界科学前沿提供机会。由于疫情原因,本次学校采取全部线上授课的形式,来自国内外的千余人次汇聚云端,围绕标准模型、超对称理论、大统一理论、超弦模型、希格斯物理、暗物质等话题展开学术探讨。   除专家授课外,暑期学校还为学员提供了展示舞台,通过自愿报名,学员可根据自己的研究方向作学术报告并与听众展开交流讨论。   超对称暑期学校已圆满落幕,超对称物理国际学术会议即将于8月23-28日在线上举行,学术盛宴仍将继续,欢迎你的加入!(SUSY会议网址:https://indico.cern.ch/event/875077/)   2021 Pre-SUSY暑期学校日程安排及相关课件请见: https://ictp-ap.org/event/12
      2021-08-20
    • “太极一号”卫星首批科学成果发布 “太极一号”卫星首批科学成果发布
       7月20日下午,中国科学院空间科学先导专项科学成果新闻发布会在北京举行,中国科学院大学学术副校长、太极计划首席科学家吴岳良院士,代表科研团队,发布了“太极一号”首批科学成果。   “太极一号”于2020年1月正式在轨交付国科大(查看报道)。第一阶段在轨测试和数据分析结果表明,“太极一号”实现了我国最高精度的空间激光干涉测量,干涉仪精度突破100pm/Hz1/2,在部分频段可达25pm/Hz1/2;引力参考传感器噪声水平达到10-10ms-2/Hz1/2,传感精度与量程比达到国内同等最好水平2×10-6/Hz1/2;在国际上首次实现了微牛级射频离子和双模霍尔电推进技术的在轨验证,微推进系统达到0.15μN/Hz1/2噪声水平,推力测量精度优于0.02μN/Hz1/2;国内首次开展卫星无拖曳控制在轨实验,并突破10-8ms-2/Hz1/2残余加速度水平;卫星平台温控达到±2.6mK。   上述在轨测试汇总结果正式在国际顶级科学期刊Nature子刊《通讯·物理》(communications physics)上发表(查看论文)。这些关键指标的实现验证了空间引力波探测核心技术的可行性,迈出了我国空间引力波探测的第一步,为我国在空间引力波探测领域率先取得突破奠定了基础。   同时,世界科学出版社的《现代物理国际期刊》(International Journal of Modern Physics A)(论文链接-专辑)以专辑形式发布了“太极一号”卫星更为详尽的实验结果(查看专辑),共包括26篇论文,来自180余位研究人员,30余家合作单位。本专辑的论文涵盖了干涉仪系统、引力参考传感器、微推进系统、无拖曳控制、超稳超静卫星技术等,并详细介绍了“太极一号”数据处理流程。   此外,太极团队在空间引力波探测科学目标研究方面取得重大进展,在国际上首次提出利用“太极-LISA”进行联网观测的建议,有望将哈勃常数的准确度提高到千分之五。联网观测可对引力波波源的位置进行更快更准的定位,并有望提升精度达四个量级,该研究成果发表在《自然·天文》(Nature Astronomy)上(查看论文)。   “太极一号”卫星是中国科学院空间科学(二期)战略性先导科技专项首发星,于2019年8月31日在酒泉卫星发射中心成功发射。“太极一号”目前已顺利完成预设的全部在轨实验任务,将进一步开展探索载荷在轨性能极限、长寿命、优化无拖曳控制策略等扩展实验任务。   中国科学院大学是“太极一号”用户和科学应用系统承担单位。国家空间科学中心为工程总体和地面支撑系统负责单位,卫星系统由中科院微小卫星创新研究院抓总研制,参加有效载荷的研制单位还有中科院力学所、中科院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院大学、中科院上海光学精密机械研究所、中科院精密测量科学与技术创新研究院,兰州空间技术物理研究所,新加坡南洋理工大学等单位。 【媒体报道】   新华网:“太极一号”做了啥?中科院集中发布空间科学先导专项一批科学成果   中国青年报:“太极一号”已完成全部预设实验 首批成果今天发布   新闻直播间:中科院集中发布一批空间卫星科学成果 【延申阅读】        空间引力波探测技术验证首发星“太极一号”正式交付国科大        国科大参与研制的微重力技术实验卫星正式命名“太极一号”
      2021-08-06
    • 2021 ICTP-AP夏令营及引力波暑期学校在京举办 2021 ICTP-AP夏令营及引力波暑期学校在京举办
          由联合国教科文组织国际理论物理中心(亚太地区)(英文简称:ICTP-AP)和引力波宇宙太极实验室联合主办的“2021 ICTP-AP夏令营及引力波暑期学校”于2021年7月15-21日在京成功举办。来自全国三十余家高校及科研院所的同学赴京参加了此次活动并顺利结业。     开幕式上,中国科学院大学国际合作处处长谢勇为同学们带来了“开学第一课”。他从上世纪50年代谈起,讲述了发展创新中的中科院高等教育,带大家全面认识了中国科学院大学这样一所以科教融合为办学模式,研究生教育为办学主体,精英化本科教育为办学特色的创新型大学。 谢勇、乔从丰     太极联盟秘书长乔从丰教授对各位同学的到来表示欢迎,并介绍了空间引力波探测“太极计划”的发展历程。他讲到,探索引力波相关科学前沿是一段漫长而又艰辛的过程,在座的各位或许就是未来引力波探测事业的中流砥柱,同学们需要不断加强自己的科学基础知识,多接触科学前沿,为未来的科研道路打下坚实基础。     在接下来一周的时间里,共邀请到17位专家老师围绕引力、黑洞与量子宇宙、引力波探测与精密测量技术展开二十余场讲座,与学员共话理论物理科学前沿。 学生在课余时间与老师讨论问题     在21日举行的闭幕式上,国科大学术副校长、国际理论物理中心(亚太地区)主任吴岳良院士带来了引力宇宙与时空本质前沿讲座,并宣布了“太极计划”首发星“太极一号”的最新科研成果:“太极一号”团队在国际上首次提出了利用“太极-LISA”进行联网观测的建议,有望将哈勃常数的准确度提高到千分之五,可对引力波波源的位置进行更快更准的定位,提升精度达四个量级。太极一号”已圆满完成全部预设实验任务,实现了我国迄今为止最高精度的空间激光干涉测量;完成了国际首次微牛量级射频离子和霍尔两种类型电微推技术的全部性能验证;率先实现了我国两种无拖曳控制技术的突破;引力参考传感器传感精度与量程比达到国内同等最好水平,满足太极二号需求,接近未来太极三号需求。         锦绣山河好,今朝气象殊。在这万象更新的时代,愿各位学子胸怀壮志,成风破浪,为科学事业的发展扬帆远航!  
      2021-07-22
    • 第二场量子科技系列讲座在雁栖湖校区举行 第二场量子科技系列讲座在雁栖湖校区举行
      2021年7月6日下午,由中国科学院大学国际理论物理中心(亚太地区)(以下简称“ICTP-AP”)、中国科学院自然科学史研究所(以下简称“科学史所”)、中国科学院理论物理研究所(以下简称“理论物理所”)及中国科学院青年创新促进会数理分会联合举办的第二场“量子科技系列讲座”在中国科学院大学(雁栖湖校区)召开。国科大师生以及科技日报、中国教育电视台的记者在现场参加了此次活动。 部分参会人员合影 科学史研究所研究员、南开大学科技史研究中心主任张柏春主持报告会。他向听众介绍了“2021量子科技系列讲座”活动计划,对两个精彩的专题报告做了简要总结。这是“量子世纪(2025)”系列活动之一。“量子世纪(2025)”活动是由美国物理学会发起,欧洲物理学会、德国马普学会、中国科学院、意大利国际理论物理中心等多家机构和组织联合组织的国际活动。联合国教科文组织正筹划将2025年定为“国际量子年”,以期回顾量子力学百年发展历程,前瞻其未来发展。目前,国际理论物理中心(亚太地区)、理论物理所和科学史研究所正在积极组织中国方面的活动。我国政府高度重视量子科技的谋篇布局。希望当前组织的这些系列活动能够推动量子科技在中国的发展,吸引更多青年学生投身量子科技相关领域的研究。 张柏春研究员主持讲座 本次讲座邀请到中国科学技术大学陆朝阳教授和科学史所刘金岩研究员带来两场专题报告。作为一位“80后”,陆朝阳是很多学生心目中的”偶像“。在中国,他拥有国家杰出青年基金、国家自然科学一等奖、中国青年五四奖章、首届科学探索奖等等一系列荣誉;在国际上,他是《自然》评选的“中国科学之星”,是阿道夫隆奖章、沃尔夫奖、狄拉克奖等一系列重量级奖项的获得者。这次,他带来了“从量子物理到量子计算:现代物理启示录”主题报告。他用诙谐幽默的方式,介绍了量子论的发展历程和引发的技术变革,以及量子技术的应用前景。陆朝阳还介绍了所在团队上周最新发布的科研成果--可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”。这是目前公开报道的世界上最大量子比特数的超导量子体系。实验结果表明,该处理器能够仅用56个量子比特、20个周期,就完成相关采样任务。陆朝阳还表达了他对国科大同学的期许,量子技术领域还有很多未知需要探索,期待有更多优秀学子加入研究量子科学的行列。 陆朝阳教授回答学生提问 科学史所刘金岩副研究员做“探索物质微观结构——层子模型构建历史”报告。刘金岩于2013获理论物理所博士学位,目前的研究方向为现代物理学史。她的报告主要基于中、日、俄及英文档案等史料,以20世纪50-60年代粒子物理的国际和国内发展为背景,介绍中国物理学家在1965-1966年受毛泽东物质无限可分思想影响探索强子结构,提出层子模型的过程及层子模型的主要研究成果、后续发展、评价和影响。刘金岩以层子模型为案例,试图探讨20世纪60-70年代中国基础科学研究受哲学、政治、外交等因素的影响。 刘金岩副研究员作专题报告 刘金岩和陆朝阳两位老师一位回望过去的科学发展之路,一位讲述当代科学硕果、憧憬未来科技。相隔几十年的变化,令人感慨无限。历史见证着我国科技事业从无到有、由弱到强的跨越,见证着一代代科学家辛勤耕耘的硕果,见证着全球科学发展的变革。征程万里风正劲,愿有更多的学生投身科学事业,创造新的辉煌!   【媒体报道】中国教育电视台:“量子科技系列讲座:以前沿科技引领学子建设创新中国” http://m.cetv.cn/p/401021.html 【合影下载地址】 https://ictp-ap.org/event/32 Related Pictures板块
      2021-07-12
    • 空间引力波探测太极计划的核心支撑平台正式落户国科大杭高院 空间引力波探测太极计划的核心支撑平台正式落户国科大杭高院
          4月18日,浙江省引领波精密测量重点实验室(培育)建设启动会暨太极实验室第一届学术委员会会议在国科大杭州高等研究院(以下简称“杭高院”)召开。     中科院力学研究所胡文瑞院士、中国科学院大学吴岳良院士、杭高院院长王建宇院士、中科院理论物理研究所蔡荣根院士、浙江大学朱诗尧院士、复旦大学马余刚院士、之江实验室副主任鲍虎军教授、浙江大学刘旭教授、中科院力学研究所康琦研究员、杭高院物理与光电工程学院戴宁研究员、杭高院基础物理与数学科学学院耿朝强研究员、杭高院常务副院长郑崇辉教授,杭州市科技局党组成员、总工程师楼立群现场出席会议,南京大学祝世宁院士、中科院国家天文台常进院士线上参会,杭高院筹建领导小组办公室主任沈伟主持会议。     郑崇辉对出席这次会议的各位来宾表示诚挚谢意和热烈欢迎。他介绍了杭高院目前教学科研和实验室建设的有关情况。作为我国空间引力波探测太极计划的核心支撑平台,太极实验室不仅是杭高院“一三五”规划建设中具有重大影响力的科技创新有力载体,也是引领重要科学发现和重大前沿技术突破的新引擎。随着实验室的顺利落地,将重点服务太极计划,致力于为太极计划提供科学、技术和管理领域的全面支撑。郑崇辉指出,浙江省和杭州市目前都在大力推进科技创新发展,相信在各位同仁的努力下,本次会议将为推动实验室的高质量发展,为进一步厚植浙江创新驱动发展新优势,为杭州加快打造“面向世界、引领未来、服务全国、带动全省”的创新策源地聚势赋能。     楼立群对杭高院太极实验室发展取得的进展表示祝贺,并表示杭州建设科学中心和创新高地离不开中科院、国科大的支持。作为杭州市高层次的科研机构和基础设施,太极实验室的建设,必将助力杭州未来争创综合性国家科学中心和区域性创新高地。市科技局将继续支持杭高院打造国家战略科技力量,为推进重点实验室的建设提供全面保障。未来,希望杭高院在新型的科学技术突破和实验室建设上再上新台阶,为杭州的科技平台建设、产业集聚、创新策源和提升科技影响力做出应有的贡献。 胡文瑞、吴岳良、王建宇、蔡荣根四位院士为实验室揭牌  实验室第一届学术委员会委员合影       随后,揭牌和颁发聘书仪式举行,胡文瑞、吴岳良、王建宇、蔡荣根四位院士为引力波宇宙太极实验室(杭州)和浙江省引力波紧密测量重点实验室(培育)揭牌。实验室学术委员会为委员颁发聘书,实验室主任吴岳良院士为学术委员会主任王建宇院士颁发聘书;吴岳良院士和王建宇院士共同为胡文瑞院士颁发学术委员会名誉主任聘书;王建宇院士为朱诗尧院士等9人颁发学士委员会委员聘书。 太极实验室副主任罗子人研究员代表实验室做工作报告       之后,太极实验室召开了第一届学术委员会会议。  与会领导和嘉宾集体合影      引力波是物质和能量的剧烈运动和变化所产生的一种物质波,它可以对黑洞等暗弱或不可见天体和宇宙起源开展研究,蕴含着巨大的科学发现前景。因此,掌握引力波探测的第一手数据,对于支撑我国在引力波物理、引力波天文学和宇宙学等研究上取得突破,抢占国际引力波研究的制高点至关重要。2019年, “太极一号”卫星发射成功,迈出了中国空间引力波探测第一步,入选了两院院士评选“2019年中国十大科技进展新闻”和中科院“率先行动计划”第一阶段重大科技成果,为我国在空间引力波探测领域率先取得突破奠定了基础。     为实现2033年前发射太极三星、率先取得空间引力波探测突破的目标,经过多年的积累和酝酿,中国科学院提出了太极计划发展三步走战略规划。作为中科院体系在浙江杭州的一脉重要分支,国科大杭高院以面向基础科学前沿,服务国家重大战略需求为使命建设太极实验室,实验室将重点服务太极计划,为太极计划提供科学、技术和管理全面支撑。      目前,太极实验室已经得到了中科院战略先导A类项目、国家自然科学基金重大项目以及国家重点研发计划项目的支持,并在2020年进入“浙江省引力波精密测量重点实验室(培育)”序列。“实验室的主要任务是针对空间引力波探测关键技术开展地面研究,为下一步空间引力波探测工程实施奠定重要技术支撑。”实验室副主任罗子人研究员介绍,太极实验室的运行和建设,旨在解决目前我国急需的基础物理领域大科学工程的基础研究平台,为我国日后引力波探测、引力宇宙、量子物理基本问题研究、深空通信中继、火星探测、深空定位网、空间超精密测量实验以及海量数据采集、分析等进行地面验证,同时还可满足微弱力场测量、空间量子实验、惯性导航、高精度卫星平台等应用领域的科学需求。     “空间引力波探测作为目前国际最尖端、最前沿的科学技术,有着广泛、深刻的应用前景,实验室的落地,将吸引一大批高端人才集聚杭州,为浙江的经济、社会发展,特别是基础研究应用方面作出应有的贡献。” 吴岳良院士介绍,下一步,实验室将朝着建设成为国家重点实验室的方向不懈努力。 【相关新闻媒体报道】 中新网客户端:https://m.chinanews.com/wap/detail/chs/zw/9458555.shtml 浙江新闻客户端:https://mepaper.zjol.com.cn/szb/zjrb_hd_news.html?theDate=2021-04-19&link_text=content_3427869.htm?div=-1 中国蓝新闻客户端:http://wap.cztv.com/tv/80/1226585.html 杭州日报:https://hzdaily.hangzhou.com.cn/hzrb/2021/04/20/page_detail_1_20210420A08.html    
      2021-04-22
    • 4月14日设为世界量子日--中国活动正式启动 4月14日设为世界量子日--中国活动正式启动
      2021年4月14日,量子世纪(2025)中国活动计划暨首场量子科技系列讲座成功在京举办。此次活动由联合国教科文组织国际理论物理中心(亚太地区)、中国科学院理论物理研究所、中国科学院自然科学史研究所和中国科学院青年创新促进会联合举办。作为“量子世纪(2025)”在中国的启动会,本次活动采取“线上+线下”形式由寇享学术同步直播,共吸引两千七百余人的积极参与。 部分参会人员合影 中国科学院大学学术副校长、国际理论物理中心(亚太地区)主任吴岳良院士,带来“迎接新量子世纪,点燃新科学革命”主题讲座。吴岳良首先回顾了量子理论的百年发展历史,接着介绍了量子理论发展带来的科技进步,并展望了量子新世纪的科技革命。最后,他还简要介绍了自己近期在“超统一场论的基础”方面的工作。 科学出版社副总编辑兼出版中心主任胡升华,中科院自然史所研究员、国际科学史研究院院士张柏春共同带来“王守竞与早期量子力学研究”主题讲座,主要介绍了王守竞及其相关研究对量子力学的发展所作的贡献,并简要总结了量子力学诞生前后美国理论物理状况以及对中国物理学早期发展的观察。 从左至右:吴岳良,胡升华,张柏春 中科院理论物理所副所长周善贵,中科院自然史所副所长关晓武出席启动会并致辞。中科院自然史所副研究员刘金岩向各位介绍了“量子世纪2025”活动的由来,并借此机会倡议更多的专家学者共同参与。 从左至右:周善贵,关晓武,刘金岩 20世纪,人们基于量子力学认识到了微观世界,发展出一系列重要科技成果。量子新世纪即将到来,仍有很多关于量子的未知悬而未决,期待更多年轻学者加入到相关研究中,带动新一轮科技革命和产业变革,促进重大颠覆性科技创新。 【“量子世纪2025”背景简介】 19世纪末,物理学家逐渐意识到经典物理无法合理解释微观世界全部现象,开始致力于探索新理论。1900年,普朗克最早提出“量子”概念。到20世纪20年代中期,物理学家逐渐构建起量子力学的核心理论。1925年,海森堡、玻恩和约当合作发展量子力学的矩阵力学形式。1926年,薛定谔发展了量子力学的波动力学形式并证明其与矩阵力学等价。量子力学的建立,打破了经典物理学的壁垒,重塑了人们对科学和世界的认知,激发了一系列科学技术的重大变革。 “量子世纪(2025)”是由美国物理学会于2020年发起,旨在回顾量子力学百年发展历程中理论、实验、技术和文化间的相互影响,前瞻未来百年量子材料、量子计算等科技的发展,以期加深公众对量子力学的理解。类似于2005年“国际物理年”、2015年“国际光年”,联合国教科文组织正计划将2025年定为“国际量子年”。目前,欧洲物理学会、欧洲核子中心、德国马普学会、意大利国际理论物理中心、丹麦玻尔档案馆、俄罗斯联合原子核研究所以及韩国、印度物理学会等多个国家和地区的研究机构和大学参与了该活动。 国际物理学家根据约化普朗克常数h=4.13566×10^(-15) eV∙s,建议从2021年起将每年的4月14日定为庆祝日。通过在世界各地展开量子专题活动,共话量子科学百年历史并前瞻其未来百年发展,以期加深公众对量子科学的理解。 【相关报道】 科学网:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2021/4/456016.shtm
      2021-04-14
    • 太极计划亮相中国航天大会 相关报道抢先看 太极计划亮相中国航天大会 相关报道抢先看
       中科院自2008年开始论证我国空间引力波探测的可行性,提出了我国空间引力波探测“太极计划”,确定“单星、双星、三星”的“三步走”发展战略和路线图。2019年8月,我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”成功发射,标志着太极计划“三步走”第一步任务目标已成功实现。     在2020年9月18日召开的中国航天大会主论坛上,中国科学院院士、空间引力波探测“太极计划”首席科学家吴岳良发布了“太极二号”双星计划提前迎来的消息。目前,“太极一号”转入拓展实验阶段,“太极二号”双星计划启动后,也正在按照原定计划稳步向前推进。“太极二号”双星计划在整个“太极计划”中具有承上启下的重要意义,以此为契机,“太极计划”计划将于2023年后发射“太极二号”卫星,2033年左右发射“太极三号”卫星,从而完成太空卫星编队的部署。届时,三颗卫星将在绕日轨道上组成一个边长300万公里等边三角形卫星编队,帮助人类更好地探索和认识恒星、星系和黑洞的并和与演化。     吴岳良院士的报告引起了社会的热烈反响,新华社、央视网、中国新闻网、每经网、朝闻天下、光明网等媒体相继报导了这一重大进展。 【新闻链接】     新华社:中科院启动“太极二号”双星计划探测空间引力波  http://www.xinhuanet.com/2020-09/19/c_1126515081.htm     央视网:http://news.cctv.com/2020/09/20/ARTIbuuOb3VIeWn6uJgNvEqz200920.shtml     中国新闻网:中科院正按规划路线图启动空间引力波探测计划第二步“太极二号”双星计划http://www.chinanews.com/gn/2020/09-18/9294267.shtml     每经网:http://www.nbd.com.cn/articles/2020-09-20/1508849.html       朝闻天下:http://www.cas.ac.cn/spx/202009/t20200921_4760540.shtml     光明网:https://www.sohu.com/a/419509040_162758     环球科学网:https://finance.sina.com.cn/tech/2020-09-21/doc-iivhvpwy8046170.shtml
      2020-09-20
    • 吴岳良:在科学史上留下属于中国学者的理论 吴岳良:在科学史上留下属于中国学者的理论
      太空浩渺深邃,驱动其诞生、演化、膨胀的隐秘“暗”物质与能量长什么样?万物繁复多变,是否有一种统一而“简洁”的理论和模型解释所有现象?宇宙留下“时空涟漪”,如何捕捉这美妙却微弱的信息? 宇宙图景幽深、神秘,却让人如痴如醉。这便是中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所研究员吴岳良面前的物理世界。 “宇宙充满未解之谜,吸引着我不断思考,挑战自我、探索未知。”近40年来,吴岳良“仰观宇宙之广大,俯探学问之前沿”,努力做出世界一流的物理学研究。 大工程,探索“隐秘的美好” 近百年来,人类对宇宙的认识取得了巨大的进步。然而,仍有无数的谜团尚未揭开。 其中,暗物质、暗能量被认为是21世纪现代物理学和天文学天空中的“两朵乌云”。“它们是本世纪物理学中最大的科学问题,揭开这两大谜团,将带来一场新的物理学革命。”吴岳良告诉《中国科学报》。 物质粒子是宇宙的基本构成之一。通俗来说,暗物质就是既不发射光,也不吸收和反射光的物质;暗能量即驱动宇宙运动的一种“神秘”能量,两者都不可被基于电磁波的现有技术直接观测或检测到。但事实上,逐渐累积的大量天文观测数据通过引力效应表明了大量暗物质暗能量的存在,且成为了宇宙的主要组分,约占百分之九十五以上。 寻找暗物质、研究暗能量的本质,将对物质、时空和宇宙的起源等基本问题有更深的认识,这也成为国际物理学和天文学界研究的热点。 10年前,吴岳良作为“暗物质、暗能量的理论研究及实验预研”首席科学家,凝聚国内相关优势力量向“两朵乌云”发起挑战。经过10年的艰苦探索,研究团队取得了一系列具有国际影响力的成果。比如:在我国暗物质实验探测方面,从无到有形成了地下到空间的直接和间接暗物质探测两个大平台,突破了一系列关键探测技术;在理论研究方面,提出了解释暗物质的模型和机制,极大推动了实验的开展。在这个过程中,我国暗物质的研究力量逐渐建立并愈发强大。 “通过项目研究,促进了我国暗物质理论与实验研究的结合。暗物质暗能量是在探索未知,在某种意义上,我们与国外同时起步,如今也处在同样有竞争力的水平上。”吴岳良对10年来的进步感到欣慰而满意。 在科学家苦苦追寻暗物质暗能量的踪迹与奥秘之时,“引力波”被捕捉到了,这给了科学家们极大的鼓舞。 2016年,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布探测到了双黑洞合并事件的引力波,同年,中科院也对外披露了我国引力波空间探测计划——“太极计划”。该计划可追溯到2008年——在中科院的支持下,胡文瑞院士组织我国科学家对其论证,且在2012年由吴岳良代表中国空间引力波探测工作组在欧空局eLISA首次联盟会议上报告该计划。 按计划,我国将在2033年前发射引力波探测卫星组,进行中低频波段引力波的直接探测。吴岳良再次挑起重担,担任“太极计划”的首席科学家。 吴岳良表示,“当前我们观察到的宇宙现象依赖于电磁相互作用,引力波是另外一种探测手段,而空间引力波探测则可以看到更广、更深的宇宙信息和天体现象,包括暗物质暗能量、宇宙早期形成与演化等。” 2019年12月25日,我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”在历经4个月严格测试和实验后,各项功能、性能指标满足研制总要求,在轨测试实验取得成功。 “这是科学院有史以来,在空间探测技术难度如此大的情况下,依然在1年之内建成并完成目标的科学卫星。我作为参与者和推动者,感到欣喜和满意。”吴岳良说,目前,太极一号在轨验证的各项技术指标超过任务预期目标,他们正积极筹备太极二号的双星实验。 但吴岳良深知,空间引力波探测技术是当前人类所掌握的精密测量和控制技术的“极限”,未来挑战巨大。 至今,在吴岳良的办公室,粘贴着一张写满密密麻麻行程的“太极一号”计划的时间表,旁边是一张有着他的签名的“军令状”。“我们希望以国际合作竞争的方式,共同突破关键技术,赶上国际水平。”吴岳良爽朗的笑声中充满了对未来的坚定和信心。 纯理论:追寻“大一统”的简洁美 “理论物理只有世界第一,没有第二。”在吴岳良心中,导师周光召先生的这句话是自己科学研究路上的指路明灯。他努力创造一套属于中国学者提出的、被国际所认可的物理学新理论新概念。 历经20多年的坚持,吴岳良于2018年在揭秘爱因斯坦统一场论的研究中取得突破——创建了超统一场论。 吴岳良说,自1915年爱因斯坦创立广义相对论以来,构建一套能够统一描述自然界已知基本相互作用的理论,是所有理论物理学家所追求的梦想。爱因斯坦花费了其后半生几乎所有的时间探寻统一场论。 追寻大一统的简洁之美,也是吴岳良的梦想。 1996年,吴岳良回国后与周光召开始共同研究大一统理论。次年,他们在《中国科学》杂志上发表了题为《对所有基本力的一种可能的大统一模型》的研究论文,这是他们最初的想法。 20多年来,除却必要的行政事务,吴岳良无时无刻不在思考着这些问题,“做理论物理研究有个好处,就是随时随地可以开始工作,早上醒来、走在路上都可以思考。”吴岳良说。 吴岳良提出了超统一场论,引起国际同行广泛关注。其涉及对时空观念、几何观念和宇宙观念以及物质观念和能量观念的重新认识,将为探索终极统一理论打开一扇新窗口。 他解释说,爱因斯坦广义相对论认为“引力是弯曲时空的表现”,而他要抛开弯曲时空的概念,直接在平坦时空中引入引力场作为量子场,并在这个场中将“引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力”这4种基本相互作用进行统一的描述。 挑战与众不同的理论,并不是一件容易的事。在吴岳良看来,兴趣、热爱、坚持与不断思考,是支撑他研究不断取得突破的重要因素。 “尽管在上个世纪有国外科学家提出相关的统一理论,但我们至少有属于自己提出的既在理论上自洽又与现有实验一致且有新的理论预言的理论,但理论最终都需要经过实验来检验。”吴岳良说。 作为理论物理学家,吴岳良对理论物理有着深刻地理解。他坚信,物理一定是简单的,规律一定是简洁的。“把所有物理现象通过严密的数学逻辑推理,总结抽象成一个最具有普遍意义和规律的理论,例如众所周知的量子理论、相对论、牛顿理论等,从而可应用至各个方面。这也是中科院专门成立理论物理所的初衷和使命。” 谢恩师:承袭先贤做一流学问 对吴岳良来说,父亲指引他走上了理论物理之路。“父亲告诉我,要做最前沿的工作,要找最好的导师。我觉得理论物理的魅力在于探索未知,具有前沿性和很大挑战性。”这是吴岳良选择理论物理的初衷。 而在之后近40年的科研人生中,中国科学院院士、“两弹一星”元勋周光召是他的“领路人”。 1982年,吴岳良考入周光召门下作硕士生和博士生。他说,导师的言传身教,在自己人生观、价值观和世界观的形成上,都打下了深刻的烙印。 “周先生的一生与国家的需要紧密结合,他希望为国奉献的传统在年轻人中传承。”吴岳良回忆说,“这也是从彭先生那里传承下来的,彭先生当时回国的时候就说‘回国不需要理由,不回国才需要理由’”。 1986年,吴岳良即将博士毕业并计划到国外开展博士后研究,周光召问他,“你将来‘翅膀硬了’,可能会面临很多选择,但一旦国家需要你做出某种选择时,你是否能服从国家需要、回来服务国家?” 吴岳良给出了肯定的答案。在美国、德国从事科研的近10年里,他与周光召始终保持着联系。只要周光召出访到吴岳良所从事科学研究的国家,他们定会约上见面,他向吴岳良介绍国内科技的发展,而吴岳良也会向导师汇报近况和研究进展。 1996年,在周光召的召唤下,吴岳良回国从事科学研究,也就是从那时起,他与导师合作开启了超统一理论的研究工作。 在科研工作中,周光召敢于挑战权威的特点对吴岳良产生了深远影响,帮助他度过“至暗时刻”。 “理论物理研究是一个否定之否定的过程,需要不断否定自己,最终找到一个比较肯定的答案,但否定自己容易,否定别人,尤其是权威是十分困难的。”吴岳良说。 1993年前后,吴岳良正在进行“正反粒子变换和左右宇称反演联合对称性(CP)破坏和第六个基本粒子顶夸克性质”的研究,他对顶夸克质量的理论估算与欧洲核子中心早期一个有误的实验结果不一致。此外,他还提出了一个简单理论模型(包含粒子物理标准模型CP破坏机制在内的四类CP破坏源)。然而,由于这类模型被研究了二十多年,很多人认为不可能还有这么重要的理论结论没有被发现,由此,他的研究论文也“自然”被美国的顶尖期刊拒稿数次。 那时,吴岳良在作博士后,别人一年都发表几篇甚至十几篇论文,而他在那一年只写一篇文章就为了认识这个问题。“压力的确很大。”他坦承。 吴岳良想到导师在面对权威质疑时不迷信、独立思考的经历和教导,下定决心用了半年多的时间调研了过去所有的相关研究,并撰写了近80页的长文来证明模型的自洽性,最后的研究结果连续发表在美国《物理评论快报》上,该模型后来被国际同行专家称为模型Ⅲ2HDM。 此外,周光召善于从事物的第一性考虑复杂问题的思考方式、对科研的执着等也使得吴岳良获益良多。导师的精神与理念,吴岳良将其传承至他的后辈学生之中。 彭桓武(左)、周光召(中)、吴岳良(右)师生三代 (中科院理论物理所供图) 育人才:做真正原创的研究 对于理论物理所研究员周宇峰来说,导师吴岳良教会他最多的便是独立思考能力。1999年他考入理论物理所,成为吴岳良的博士研究生。 “在做博士期间,吴老师就特别强调独立思考能力,在对某个问题进行大量的调研后,形成自己的想法和判断,只有这样才能做出有高度的原创性工作。”周宇峰告诉《中国科学报》,吴老师不轻易盲从他人、甘做“冷板凳”的精神让自己受益匪浅。 如今,周宇峰也不断挑战难题、新题,与导师亦师亦友,协同合作。他已成为暗物质理论、超出标准模型的新物理等方向的专家,提出了数个具有原创性的相互作用机制、计算方法和暗物质理论模型。 而刘金岩走了一条与师兄师姐不同的发展之路。2010年,她成为吴岳良门下粒子物理专业的博士研究生,现为中国科学院自然科学史研究所副研究员。 知史以明鉴,查古以至今。她告诉《中国科学报》,周光召先生曾提出,中国理论物理学应有自己史学研究,不能断代,导师吴岳良将此愿望记在了心里。 在刘金岩即将博士毕业时,导师问她是否对物理学史感兴趣,因得知自然科学史所非常希望有理论物理背景,特别是量子力学和量子场论方面基础的青年人才加入,而喜欢历史的她回答“非常愿意”。在吴岳良的建议下,刘金岩进入中国科学院自然科学史所,投身至中国物理学史的研究。 “受过粒子物理学专业训练,也使我在历史研究中更加得心应手。”刘金岩说。 当前,国际物理学研究竞争日趋激烈。“我们到了不应再跟踪,而是做真正原始创新工作的时候了。”吴岳良说。 但他同时也深感,当前由于涉及高能量和高强度及高精度的大型前沿实验进展放慢,理论物理发展也相对变得缓慢,但从另一方面来看这给我国理论物理学家提供了一个深入思考和研究并做出原创性科研成果的机遇。而国内的科研环境并不太利于基础研究,尤其像理论物理这样的纯基础研究,需要改革科研评价体制、营造开放交流的氛围,以及长期稳定的支持,让基础研究的科研人员有兴趣、热爱,驱动其做原创研究。 “不得不承认,科学史上留下来的经典理论大多由国外科学家发现创立的。我们要成为科技强国,必须要培养年轻人才,做出能在科学史上留得下来的中国科学家创立的理论,为世界科学发展贡献一份力量。”吴岳良坚定地说。 来源:韩扬眉 中国科学报
      2020-09-01
    • 2020国科大优秀大学生引力波暑期学校成功举办 2020国科大优秀大学生引力波暑期学校成功举办
      由联合国教科文组织国际理论物理中心-亚太地区(ICTP-AP)和引力波探测太极联盟联合主办的2020中国科学院大学优秀大学生引力波暑期学校于2020年7月13-16日成功举办。 中国科学院大学副校长、国际理论物理中心-亚太地区主任吴岳良院士,中科院力学所胡文瑞院士等14位来自‘太极联盟’的知名专家,围绕着引力波探测相关研究进行了16场精彩的系列讲座。四天时间里,有近九百人相聚“云端”,共话引力波的奥秘,体悟科学的乐趣。 暑期学校部分师生“云合影” 受疫情影响,本次引力波暑期学校全程在“云端”进行,教师和学员均通过互联网进行线上互动。同时,充分利用互联网授课模式的优势,对外开放了暑期学校所有讲座,让更多人有机会接触到引力波探测领域的前沿知识。 中国科学院院士、‘太极计划’总顾问胡文瑞先生为学员们带来了第一课:空间引力波探索。他为学员们生动的讲述了空间引力波探测发展的来龙去脉。国际理论物理中心-亚太地区主任、‘太极计划’首席科学家吴岳良院士为学员们讲述了‘太极计划’的发展历程,科学目标及技术路线。 从放眼未来回归到引力波探测的历史长河,早在100年前,爱因斯坦就预言了引力波的存在,中科院理论物理研究所张元仲研究员详细讲述了相对论与引力波以及引力波的探测史。现在,我们也将成为这见证历史的一员。 2015年,美国地面激光干涉引力波天文台(LIGO)首次在人类历史上直接探测到引力波的存在。王运永教授曾在在美国加州理工学院LIGO实验室从事引力波探测工作多年,对引力波探测有丰富的经验和先进的理念。此次暑期学校,他同罗子人研究员、刘河山研究员为学员们带来了空间引力波探测及其中的激光干涉相关知识。 惯性传感器不仅在超高精度探测中应用,同时也在相对论基础科学、重力测量等领域都有广泛的应用。徐鹏教授向学员们介绍了它的工作原理和引力波探测器惯性基准,以及空间引力波探测中时间延迟干涉测量的相关知识。 电推进和无拖曳控制技术在航天器轨道控制和姿态控制,确保卫星处于“超稳超静”状态中起到了至关重要的作用。贺建武研究员和章楚研究员就相关技术的工作原理和研究现状进行了讲解。 在空间中组成卫星编队探测引力波对测量精度要求空前、各环节耦合性强、技术挑战极大。为确保卫星在太空中能够适应太空环境,顺利完成它的“使命”,全链路仿真是唯一能够快速发现任务潜在问题和风险,辅助研发和验证关键技术的有效方法。马晓珊研究员和强丽娥研究员针对空间引力波探测系统仿真技术为学员们带来了相关报告。 LIGO自探测到引力波的存在以来,多次获得了黑洞合并的观测数据,韩文标研究员介绍了双黑洞并合引力波的基本原理和性质,曹周键研究员和金洪波研究员为同学们讲授了引力波数据处理与分析的相关知识。 7月16日,暑期学校举行了闭幕仪式,邀请了技物所亓洪兴研究员和理论所优秀博士生刘畅作为导师和学生代表分享了自己的科研经历和心得体会。本次引力波暑期学校共有五位学员经专家考核脱颖而出,授予“2020国科大优秀大学生引力波暑期学校-优秀学员”称号,名单公布如下(按姓氏排序): 引力波暑期学校为年轻学子提供了一个接触国际学科前沿的平台,将吸引更多的有志青年投身到引力波探测相关研究中。期待他们未来能够成为“太极计划“”的一员,为中国空间引力波探测做出卓越贡献。
      2020-07-17
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