在接觸實驗物理之前，沒想過會為它魂牽夢縈；在接觸到實驗物理之后，竟已難舍難分。他，就是中科院高能物理研究所研究員——曹俊。

 

 

曹俊，1972年出生于湖南省。1993年在武漢大學獲物理專業學士學位，1998年在中科院高能物理研究所獲理論物理專業博士學位。

1998年，曹俊獲博士學位后，先后前往法國國家科研中心直線加速器實驗室、美國密歇根大學繼續深造，于2004年回到中國科學院高能物理研究所工作，從事大亞灣反應堆中微子實驗研究，同年入選中國科學院“百人計劃”；2012年獲“國家杰出青年基金”，開始擔任大亞灣中微子實驗國際合作組共同發言人；2013年，榮獲亞太物理學會“楊振寧獎”和中國科學院杰出科技成就獎。

年輕時，曹俊曾立志做一個像霍金一樣純正的理論物理學家，夢想能夠站在數學和物理的塔尖上。后來，他卻與實驗物理結緣。2004年，當時還在美國費米實驗室的曹俊，應現任中科院高能物理研究所所長王貽芳之邀回國，在大亞灣核電站旁邊的一座花崗巖的小山上，籌備一個尋找θ13的實驗。這就是大亞灣反應堆中微子實驗，曹俊先后負責實驗設計和中心探測器設計工作，完成了實驗數據分析工作。

中微子是在宇宙大爆炸時期產生的最多的粒子之一，它們是基本粒子中的“隱士”，最大的特征就是變幻莫測，難以測量。在這個粒子還只是個“猜測”的時候，它的預言者、奧地利物理學家泡利曾認為自己的想法很荒謬，一個很小、不帶電、幾乎測不到的粒子，這聽上去像皇帝的新裝。

中微子分三種：電子中微子、μ中微子和τ中微子。它們可以經過“振蕩”由一種類型變成另一種。3種振蕩的量化描述是θ12、θ23和θ13，其中，θ12和θ23的大小已通過大氣中微子和太陽中微子實驗中測到。

從陽光燦爛的海濱到鉆入黑暗的山洞。全長3000多米的大亞灣排牙山隧道，3個相連的像電影廳一樣大小的地下實驗室中，分布著8個中微子探測器。每個探測器是直徑5米、高5米的圓柱，它們有著不銹鋼的外殼，內裝透明的液體閃爍體。

 

 

就是在這里，在與“隱身粒子”較量1600多個日日夜夜后，2012年3月8日，曹俊所在的大亞灣中微子實驗國際合作組公布了用θ13描述的第三種振蕩大小為0.092，誤差是0.017，這是在中國本土首次測量到的基本物理學參數。

回憶當時的過程，曹俊這樣說：“在科學研究里，這不是一天兩天的事。我們剛開始發現可能有跡象，然而所有人都不信，我們自己也不信，因為分析很粗糙，很有可能出錯，但是大家互相驗證后，開始慢慢相信，這大概有兩三個月的過程。剛過了一個多月時，我們基本上確信振蕩是存在的，但要把這個數值做精確，需要用不同的辦法反復檢驗，要經過很長的過程。”據他透露，雖然是3月8號正式對外公布發現了第三種振蕩，但實際上確定這個振蕩結果，包括寫出文章互相對比，又花了幾個星期時間。

這一科學成果在國際高能物理界引起強烈反響，李政道發來賀電：這是物理學一個有基礎重要性的成就。《科學》雜志網站也評價道：“中國有史以來最重要的物理學成果”。2012年4月27日，論文《大亞灣發現電子反中微子消失》在美國《物理評論快報》正式發表，通訊作者是中科院高能所的研究員曹俊。

2007年剛開始大亞灣建設時，曹俊負責研制中心探測器。2009年，所長王貽芳讓曹俊回來負責實驗數據分析工作。“當時，國內沒有做中微子研究的基礎，我們團隊里的年輕人，從學生起都沒有見過中微子數據，因而在研究過程中分析時間較長。所以從2009年開始，我組織訓練年輕人做分析。因為起初沒有數據，我們就花了很大精力做了一個假的數據，讓大家練手。所以我才說，我們取數的第一天，去找第一個中微子的時候，這些分析工具都已經準備好了。”

繼大亞灣反應堆中微子實驗后，曹俊所在的科學家團隊如今又在籌建下一代中微子實驗裝置——江門中微子試驗，他們，想要對浩瀚的未知世界進行終極探索；他們，想要解開中微子的大量謎團；他們，想要竭盡全力為人類認識物質世界開辟道路。

 

 

做學問如同建筑，最重要的是有堅固的地基。曹俊在自己的科研生涯中，重視基礎研究，他認為，基礎研究從某種角度上來說是人類對未來的投資。“科學研究的原動力就是理解自然、理解宇宙，我們不能說追求它的實用價值，比如我們剛開始發現電的時候不知道是怎么回事，剛發現引力的時候也不知道怎么回事，后來我們發現是可以利用它的，最終對人類的生活文化會產生巨大的影響。”

曹俊曾經寫過這樣一句話：“400年前，丹麥科學家第谷仰望星空30年，積累了大量的天文數據，由他的弟子總結成開普勒三定律，這是牛頓提出牛頓力學的重要依據。誰能想到，天天盯著星星看而窺得的行星運動的奧秘，幾百年后卻成為我們修造高樓大廈、橋梁、飛機、汽車，發射飛船衛星的根本？當我們窺探到了宇宙運行的奧秘，也許幾十年或100年后，中微子帶給我們的知識，會同樣融進我們生活的方方面面。”

從武大到中科院，從歐美實驗室到中科院高能物理研究所實驗物理中心，二十載春秋，5300多公里，跨越時間和空間的距離，這位樂觀的物理學家，一直堅守著內心最初的悸動，致力于揭開宇宙終極之“謎”的神秘面紗。

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追尋中微子的曹俊：基礎研究是人類對未來的投資

圖文簡介

在接觸實驗物理之前，沒想過會為它魂牽夢縈；在接觸到實驗物理之后，竟已難舍難分。他，就是中科院高能物理研究所研究員——曹俊。