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科普进校园——江苏省物理学会科技传播专家团队走进陆军工程大学
发布时间:2019-01-08文章来源:浏览者:2184

为了弘扬科学精神,普及科学知识,提高校园科学素质,进一步激发青年学生的科学创造力,推动江苏省科普文化的发展,江苏省物理学会组织了科技创新科普专家团队,在校园内传播前沿科技成果,介绍最新科学进展,启迪智慧,点亮科学。

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2019年1月5日,值陆军工程大学首届“物理学术月”之际,南京大学温锦生教授、张春峰教授和张雷教授走进校园,以“激光”和“希格斯粒子”为主题,用大量的图片和视频介绍了这两个领域的历史、现状和未来,开展了一场新颖别致的科普活动。

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上午九点,在温锦生教授主持下,讲座正式开始。张春峰教授以“激光与诺贝尔奖”为题,旁征博引,娓娓道来,以科学的视角和人文的笔触,详细地介绍了激光的起源、发展和应用以及未来的前景。

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近几年,激光最为人所知的就是“啁啾脉冲”(2018年诺贝尔物理学奖)和“引力波探测”(2017年诺贝尔物理学奖)。它在人类文明的发展和进步中,已经起到了不可替代的作用。但是,激光在最早的时候却被叫做死光,源于科学家对于武器的创造。爱因斯坦提出了受激辐射原理后,经过科学家的不懈努力,世界上第一台激光器也在1960年的加利福尼亚州诞生了。几乎在同时,我国的第一台激光器也在1961年被研制了出来。毛泽东主席曾对此做过重要的批示:死光,要组织一批人专门去研究它。要有一小批人吃了饭不做别的事,专门研究它。

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张教授打趣说到,现在我们物理学家就是这“一小批人”,吃了饭专门做研究。激光自发明以来,频繁在诺贝尔奖上大放异彩,也渐渐地远离了武器的作用,转而在科学探究和人类生活的方方面面,书写着华丽的篇章。

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从科学的角度,激光模式研究的主流方向有两个,单频激光和超短脉冲。张教授分别介绍了这两个领域的应用。单频激光主要用来做原子钟,在导航领域用途巨大,比如著名的GPS和北斗导航系统。同时还有激光雷达和引力波的探测。超短脉冲的重要应用就是“啁啾脉冲放大器”。张教授在介绍了超短脉冲的原理后,特别介绍了目前世界上功率最大的超短脉冲记录保持者——中国上海光机所,约为10^15瓦。

随着人们孜孜不倦的探索和发现,激光目前在激光核聚变、切割器件、加工材料、激光医学、激光镊子、激光制冷、激光通讯、光学存储、激光化学、光敏医疗和生物成像等领域有着重要的应用。大到量子通讯卫星,小到激光笔,激光已经彻底改变了人类的生活。

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最后,张教授还介绍了激光应用的未来,并且详细展现了“阿秒激光”和“深紫外光刻机”。

第一个报告在阵阵不息的掌声中结束了,听的津津有味的同学们,也针对报告内容提出了很多问题。

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张春峰教授逐一回答了大家的问题,同时温锦生教授也进行了一些补充。交流在轻松愉悦的氛围中结束了。

同时,对于下一场报告,同学们也已经迫不及待了。物理学术月的气氛充满了热情和求知,在温锦生教授的介绍下,张雷教授带来了题为“质量起源和‘上帝粒子’”的报告。张教授以丰富的图片和精彩的视频,详实拓展,深度发掘,以科学的精神和国际化的视野,介绍了宇宙暴涨理论和希格斯粒子的前因后果。

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张雷教授开篇明义,首先说明,科学不是一本书,一辆车,而是一种探索的精神,一种认真的态度。他以“3K微波背景辐射”的发现为例,向大家讲述了两名工程师因为严谨和探索,而“无意”揭晓了宇宙大爆炸回声秘密的故事。宇宙暴涨理论不仅仅有这个实验支撑,基本粒子的不断被发现也是其中的重要证据。

随后,张教授介绍了夸克、电子和中微子等基本粒子,同时引入了“质量的起源”这一话题。2012年,希格斯粒子被发现,随即获得了下一年的诺贝尔物理学奖。时至今日,人们对它的神秘感和陌生感依然不减,虽然大家都知道它被称为上帝粒子,解决了质量起源的问题,但是对它被发现的前因后果和相关的探索研究过程却知之甚少。

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张雷教授从简单的物理图像出发,介绍了粒子和希格斯场相互作用的机制,引入了希格斯粒子是希格斯场的震荡这一物理概念。

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随后他介绍说:验证希格斯粒子的存在是建造大型强子对撞机(LHC)的主要目的之一。为了更加方便同学们对LHC的了解,他播放了一段科技感十足的视频,展示了对撞机工作的场景和壮阔的全景图。紧接着,张教授展示了希格斯粒子被发现的实验数据图,带领大家分析数据,详细地介绍了希格斯粒子衰变到两光子的物理过程。

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在介绍完希格斯粒子被发现后尚需进一步解决的问题后,他隆重地介绍了我国正在研制建造的新一代对撞“环形正负电子对撞机(CEPC)”。CEPC比LHC的性能更好,研究精度也更高,同时也更能推动大科学的国际化合作。

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张教授介绍了基本粒子研究在信息技术发展(互联网)、抗辐照电子学和抗肿瘤核医学等领域的进步和推动作用后,特别强调了国际化合作。

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他结合自己在LHC的科研经历,总结说,大型粒子物理实验扩展了人类对自然的认识,是不同文化、国家的科技精英共同关心参与的事业,它超越国家、文化、种族等壁垒,应对人类公共关心的问题,有着重要的意义。

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张教授最后以CEPC的概念图结束了讲座,赢得了在场同学们的热烈掌声。听的如痴如醉的同学们也纷纷提出了问题。其中不乏宏观和微观世界的物理量对应这样的深刻问题,张雷教授也积极为同学们解答疑惑。问到精彩之处,温锦生教授也积极站出,进行了补充和解答。

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最后,一位同学问到了暗物质的问题,温老师风趣地说,南京大学有专门研究暗物质的教授,我们下次一定邀请他们来为大家再做一场讲座。话音落下,在座的师生们报以热情的掌声予以回应。

时光飞逝,两位教授带来的前沿科技讲座很快就结束了,科学的精神已经种植在每一位听众的心中。在新年的祝福中,此次科普活动落下了帷幕,江苏省物理学会在2019年的科技创新科普传播活动也正式拉开了序幕。