美国费米国家加速器实验室的工作方向

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李亮，上海交通大学物理与天文学院教授，​​曾在费米实验室工作七年。 他在接受科技日报记者采访时表示，作为美国领先的粒子物理和加速器实验室，费米实验室使用了世界上最先进的粒子加速器之一——机电伏特对撞机（太电子伏特对撞机），自1967年以来），不断推动技术创新，拓展科学探索的边界，最终愿景是揭示物质、能量、空间和时间的奥秘。

坚守三大科研使命

李亮说：“一个顶尖的实验室首先必须有自己真正的‘灵魂’和使命，这让实验室有了不懈追求的目标，也是团队高度凝聚力的源泉。”

费米实验室坚守三大使命：利用粒子加速器推动世界中微子科学研究； 主导美国粒子对撞机的开发和应用； 并通过对宇宙的测量来发展粒子物理学。

费米实验室主持或参与了数百项实验，包括许多粒子天体物理学的前沿实验，例如 1998 年开始观测的斯隆数字巡天，以及 2012 年拍摄第一张照片的暗能量巡天。

“费米实验室还为大型强子对撞机（LHC）的设计和建造做出了贡献，参与LHC紧凑介子螺线管实验的科学家也为2012年希格斯玻色子的发现做出了贡献。该系副教授胡震清华大学物理系博士生介绍了实验室取得的一些成果，2008年，胡震作为访问学者在费米实验室学习一年，2014年至2018年，他回到家乡开始博士后研究。

胡震说：“几十年的建设和运行，使费米实验室成为全球高能物理界重要的研究中心之一。虽然它已去世十多年前，但留下了经验、技术和成果。”团队的组织风格、科研合作氛围等已成为无形资产，至今仍引领着科学家的进步。”

获得许多重要发现

在揭示宇宙和物质奥秘的道路上，费米实验室取得了许多研究成果：底夸克和顶夸克的发现，为粒子物理标准模型的构建奠定了坚实的基础； 反氢原子的观察； 观察到中性 K 介子的直接 CP 破坏； 直接观测到Tao中微子的第一个证据，开启了物理研究的新时代； 发现了新的奇怪强子Y（4140）等。

“2023年8月10日，费米实验室牵头的μ子反常磁矩协作组发布了迄今为止最精确的μ子反常磁矩测量结果，精度比之前的研究结果提高了一倍，是迈出的重要一步。揭示了μ子异常磁矩。这为异常背后新的物理线索奠定了基础。” 此次突破的参与者之一李亮记忆深刻。

去年4月，《科学》杂志以封面文章的形式发表了费米实验室的研究成果：科学家利用“居住”探测器数据实现了迄今为止对W玻色子粒子最精确的测量。

“从加速器实验到中微子振荡实验，再到μ子反常磁矩实验，乃至未来的深地中微子实验，费米实验室始终在探索新的研究方向和领域，并取得了令人惊叹的成就。 一个了不起的新发现。”李亮总结道。

让冷科学更深入人心

费米实验室的上述成就感觉特别“冷”，但费米实验室一直在努力将科学带入生活，造福社会。

例如，他们的设计已经实现了超导线材和电缆的商业化生产，从而使磁共振成像设备成为可能。 费米实验室创始主任罗伯特·威尔逊于1946年首次提出将质子用于医疗目的的想法。当实验室建造了第一台用于医疗用途的质子加速器时，威尔逊的梦想实现了。

费米实验室一直积极参与科学教育。 李亮说，费米实验室每隔几周就会组织公众参观，由志愿者讲解员带领公众参观实验室的各种科学设施。 自1980年以来，实验室为高中生举办了“周六上午物理”和为科学教师举办的研讨会等活动。

莱德曼科学教育中心以诺贝尔奖获得者莱昂·莱德曼的名字命名，于1992年开业。该中心是专门为教育和公众参与而设立的。 李亮表示：“通过这个中心，费米实验室与周边民众建立了密切的联系，增进了公众对粒子物理和科学研究的了解，激发了年轻一代对科学的兴趣。 兴趣，该中心仍然是公众最喜欢参观的地方之一。”