国科大第一课:让中微子成为大众的情人
2015/10/17 中科院之声

     从10月13号开始,国科大物理学院的“中微子物理学”专业普及课(40学时)就正式开课了。这门课是在物理学院领导郑阳恒老师的提议和支持下设置的,不仅是国内首次把中微子当作一门大课来上,可能在国际上也是首例。原因很简单,在“粒子物理学”专业必修课面前,中微子只是一个小角色。如今,借着中国江门中微子实验的开工和推进的东风,伴着梶田隆章和 Arthur B. McDonald 获得今年诺贝尔物理学奖的鼓点,中微子物理学终于进入了国科大的大课俱乐部。

     此时此刻,我作为这第一门课的讲师,不禁老泪纵横。其实国科大的前身---中科院研究生院---早在2008至2009学年就开设了夏季中微子小学期课。在当时的物理学院领导乔从丰老师的支持下、在我的师弟杨德山老师的具体安排下,我出山讲授中微子。那时候,大亚湾中微子实验已经上马,和今天一样,培养青年中微子人才成为追(迫)不及待的事情,不追赶都不行。

     在接下来的两个学年,考虑到实验学生的需求,王贻芳老师也加入了中微子小学期的授课,他和我的分工是:他讲8学时的实验;我讲12学时的理论和唯象学。

     从2012至2013学年开始,作为高能所掌门人的王老师实在太忙,没有时间再参加授课。于是曹俊老师和我合作,把中微子小学期课程继续开下去,直到今年夏天。六年过去了,随着国科大课程机制的调整,中微子小学期课程也许将成为历史。好在大课应运而生,确实也不再需要小课了。

     不能不说,乔老师、郑老师在中微子物理学的课程设置方面,是很有眼光的。杨老师自始至终给予了我们几位授课老师无微不至的帮助,以及与其他部门的协调,并及时将课酬发到我们的手中。在此我代表我的两位实验物理学家同事(不过没有得到他们的授权)向国科大的三位老师致谢和致敬!

     这些年走南闯北,在国内外不下二十个暑期、冬季学校讲授中微子物理学,赚了一些口碑。可以说,中微子是我的衣食父母,也是我的思想情人。今天早上在卫生间看《读者》,一位喜欢教书的长者说:“上课是人生的节日”。也许他是对的,每周过两次节,太奢侈了。

     其实2015年对我来说是一个重要的节点。二十年前,即1995年9月,我和我的博士后老板 Harald Fritzsch 教授在网上贴出了一篇几乎没人理睬的小论文,在文中我们预言了中微子混合包含两个大角和一个小角,而且 CP 破坏相角在正负90度附近。当时几乎所有的理论家和实验家都相信,中微子混合应该是小角混合,和夸克混合类似。我们的工作太不满足大众的口味了,于是在美国的 PRL 那里遭到了无情的拒绝。最后,这篇小文章在欧洲的 PLB 上费了些周折才正式发表出来,而此刻时间已经流逝到了1996年的春天。

    

     这是我的第一篇关于中微子的论文。感谢 Harald 指引我做了这个工作。虽然在接下来的三年里我没有再做任何与中微子有关的研究,但是中微子的春天在1998年6月以迅雷不及掩耳盗铃之势突如其来!这就是今年的诺贝尔物理学奖授予梶田教授的原因:他和他的同事们在超级神冈实验中发现了大气中微子振荡和认证了太阳中微子振荡,两者都对应大角中微子混合,和我们当初的预言大致相符。突然之间,我和 Harald 的小文章开始有人看了!然后构造大角混合模型的文章开始铺天盖地。

     于是从1998年秋天开始,我严肃认真地把中微子当作了思想的情人,一边研究它、一边学习它。一年多之后,我和 Harald 推出了国际上关于夸克和轻子混合与质量机制的第一篇综述文章,使得我在这个领域终于混了一个脸熟。2001年回国,2002年春节期间我写出了迄今为止个人单篇引用最好的中微子论文,而这篇论文后来竟然被尊敬的李政道先生正式引用了6次。

     在随后的岁月中,几个有志青年聚集在我身边,我们一起做了一些很有意思的工作,终于把课题组的中微子理论研究水平拉到了国际上有一席之地的档次。这里我就不一一点名了,但是我十分感谢这些年轻人,他们都很优秀和敬业。唯一要提的是,2008年底我和当时的博士生周顺决定写一部中微子专著。我们的出发点很简单:国内学者(包括我们自己)已经为国际期刊创造了很多垃圾论文,但是在创造垃圾专著方面却贡献很小,所以我们觉得自己责无旁贷。于是,经过两年多的奋战,我们终于在2011年初推出了420页、70万字、国外售价129欧元的中微子专著 Neutrinos in Particle Physics , Astronomy and Cosmology 。

     中微子成为大众情人的日子已经来临。每当走上讲台毒害年轻人时,我就想起北大物理学院郑汉青老师的训诫。作为我半个师兄,他早在多年前就指着我的鼻子训斥道:你们在研究所出了那么多垃圾文章,无聊不无聊?不如像我这样在大学教书育人,更心安理得一点。我从一开始就赞同郑师兄的话,现在终于付诸实践了。

     科研我不行,教书也不行?究竟行不行,先得试一试。

     来源:邢志忠科学网博客

     作者邢志忠,系中国科学院高能物理研究所研究员

    

    

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