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中国侨界杰出人物(提名奖)——赵政国(十代会系列报道之九)

发布日期:2018-09-04    作者:安徽省侨联   来源:安徽省侨联    阅读:

    赵政国,中国科学技术大学教授,中国科学院院士。1956年出生于湖南。1978年至1988年在中国科学技术大学学习并获博士学位。曾工作于中国科学院高能物理研究所、瑞士联邦苏黎世高工(ETHZ)和美国密歇根大学。

    长期从事粒子物理实验研究。建造了特殊结构的弯晶谱仪并精确测量了奇异π氢、π氘原子因强相互作用引起的基态能级的偏移并首次观测到其谱线展宽。通过对飞行π介子束的测量,否定了KARMEN实验报道的发现重中性粒子的结果。在北京谱仪上进行了2-5GeV能区R值的精确测量,其结果对由弱电数据间接寻找Higgs粒子及其质量拟合以及精确检验标准模型起到极其重要的作用,并受到国际高能物理界的高度赞赏和重视;R值的结果被国际粒子数据手册收录且被写入教科书。在大型强子对撞机上的ATLAS实验中,为精密缪子谱仪的建造做出了重要贡献, 并对双玻色子物理及Higgs粒子的发现做出了直接贡献。

    1995年入选中国科学院百人计划,1998年入选国家基金委杰出青年,2008年入选国家千人计划, 2012年入选美国物理学会会士。2013年入选中国科学院院士。

    现任国家自然科学基金委员会数理学部专家咨询委员会委员、国家自然科学基金委员国际合作专家咨询委员会委员。作为专家组成员之一,为科技部、基金委十三五规划(大科学工程)起草指南。推动成立了由多个大学和研究所共同组成的基本粒子和相互作用协同创新中心,并任中心主任。作为中国高能物理分会主任,积极组织推动我国高能物理的发展战略研讨。

    赵政国长期从事粒子物理实验研究,在探测器研制、建造、运行,物理分析以及组织领导大型国际合作有丰富的经验。

    一、π奇异原子实验和寻找重中微子实验

    π介子与核之间的强相互作用将导致π奇异原子向基态跃迁发出X射线谱的展宽和能量的偏移。精确测量其能量偏移和展宽对确定π-核子系统的耦合常数,检验和发展手征微扰理论至关重要。实验的主要困难在于即使采用世界上最强的π介子束,要获得精度为1%的能量偏移和观测能级展宽,仍需若干年的数据采集时间。根据蒙特卡洛模拟研究和试验,赵政国证实将谱仪设计成拥有6块全同球状弯折石英晶体,能量分辨率可达到单个晶体的水平且接收度提高6倍。他与合作者建造了这种特殊结构的谱仪[NIM A335,470(1993)]并用其在瑞士国家实验室(PSI)测量了π氢、π氘基态能量的偏移,首次观测到其谱线展宽。结果发表于PRL75, 3246(1995) 和 PRL74, 4157(1995),至今仍是世界上最为系统和精确的测量结果。

    英国卢瑟福实验室KARMEN实验报道的反常μ子衰变寿命被解释为由π衰变而来的重中微子而引起轰动。赵与合作者利用π束进行实验,否定了KARMEN的结果。实验结果发表在PLB 361 179(1995) 和 PRL85 1815(2000)。作为实验建议者之一和主要骨干,在束流模拟、实验设计和物理分析中做出重要贡献。

这一系列工作共发表论文11篇。

     二、北京谱仪(BES)正负电子对撞机实验

    1. R值实验及相关物理研究

    R值是粒子物理中最重要的基本物理量之一。原有实验的R值测量结果在此能区的较大误差和相互矛盾的结果是对Higgs粒子质量拟合、标准模型精确检验和新物理发现的严重障碍。在本项目开展前的20余年里,此能区R值测量没有取得任何新进展。他主持进行了2-5GeV能区R值测量实验:制定测量R值的实验方案;协调束流调试,全面控制数据质量;组织培养以博士后和研究生为主的团队并指导数据分析;撰写论文和回答审稿人问题。

    R值的结果发表在PRL84(2000)59和PRL88(2002)018021上,均为高引用率文章。R值结果应邀在国际会议上报告30余次并多年被各类国际高能物理会议反复引用,如:1998、2000和2002年国际高能物理大会,1999、2001和2003年国际轻子光子物理大会及2001和2003年欧洲高能物理大会。

    R值结果受到国际高能物理界的高度赞赏和重视并被国际粒子数据手册收录且被写入教科书。

    R值测量获得2003年中科院杰出科技成就奖和2005年国家自然科学二等奖,赵均为第一获奖人。R值及相关研究共发表论文10余篇。

    2. 对北京谱仪(BESII)实验的其他贡献

担任BES负责人及高能所物理一室主任期间带领BES团队进行后期BESI升级改进并通过验收。BESII探测器文章发表在NIM A458(3): 627-637(2001);加强对BESI的数据分析并取得突破,发表文章从1997年的1篇迅速增长到2000年的14篇。这一时期的成果获中科院自然科学二等奖(2001),国家自然科学二等奖(2001年);获取了5800万高质量J/φ事例样本;积极开展理论和实验交流以开拓新物理课题;吸引了10多个国内外高校和研究所参加BES;组织讨论BESII后的发展并积极准备BESIII工程和启动预研。

    三、大型强子对撞机上的实验

    TeV能区是研究物质深层结构和相互作用最具发现潜力的高能量前沿。自2001年以来参加强子对撞机上ATLAS实验,并承担ATLAS 端盖缪子谱仪MDT的建造。作为美方ATLAS ?子谱仪MDT在CERN的协调员,负责谱仪组装、宇宙线实验以及安装调试和运行工作,发挥了极其重要的作用,得到各国同行的高度评价。

    突出贡献是在ATLAS MDT室的建造和宇宙线测试过程中发现:(1)用于气体分配的铜管上的微孔与微裂缝。他建议所做的材料分析表明铜管的含锌量过高导致裂缝。这一发现使得ATLAS整个缪子谱仪摒弃了所有已采购的铜管而改用不锈钢管,并对已安装的铜管做了挽救工作。(2)漂移管随机低效率问题,从而发现了触发电子学设计上的缺陷。为此ATLAS重新设计了MDT信号读出触发模式。

    这两项发现对于ATLAS缪子谱仪的成功至关重要。由于他的突出贡献,2004年代表ATLAS 缪子谱仪合作组在ATLAS年会上做报告。分别发表于NIM A565(2),463-537(2006);NIM A593(3),232-254 (2008);NIM A588:347-358(2008);JINST S08003(2008);EPJC70(3):875-916(2010)。

    此外还进行了(1)D0实验上寻找超对称粒子,PRL95:151805,2005 (Editorial Board 成员);(2)ATLAS实验双玻色子及三玻色子偶合的研究(ATLAS CSC Book WZ 部分分析者和作者)。2006年他代表ATLAS和CMS两大实验在国际高能物理大会上做题为Diboson production and triple gauge coupling at LHC的报告。

    四、 2008年千人计划回国后的工作

    1.在科大成立粒子科学与技术中心。建立了具有探测器、电子学和物理分析综合能力的科研教学平台。

    2.大力吸引培养优秀人才: 从国外引进三位中科院百人计划教授、四位副教授。为本学科发展建立了一支有能力承担大科学工程重要任务的人才队伍。团队中近年有两人被评为杰青。

    3.组织了由6位正副教授、10余位研究生和博士后(其中5位是他的学生和博士后)的团队进行北京谱仪实验。共发表论文8篇,其中他和他的学生为第一作者或主要作者5篇。首次观测到?CJ,?c十余个新的衰变模式,文章分别发表在PRL107,092001(2011);PRD83,112009(2011);PRD86,052004(2012); PRD87,012003(2013);PRD87,012007(2013)。

    提出了一个实验的新建议,内容包括R值精确测量、强子形状因子研究、在宽共振峰上收集高统计量数据寻找XYZ粒子及在高能区研究含c夸克的重子产生。这些项目被BESIII合作组采纳并已安排实验,有望取得一批重要成果。

    组织了由7位正副教授和15位研究生及博士后(其中他的学生6名)的团队进行ATLAS实验。该团队近年以主要作者发表论文30余篇,国际会议报告9个。他和他的学生主要集中研究(1)双玻色子产生和三玻色子耦合以了解寻找Higgs 粒子和新物理的本底,并间接寻找新物理。(2)通过HWW, ZZ轻子衰变寻找Higgs粒子及新物理。结果发表在PRL107 (2011) 041802;PRL108 (2012) 041804;PRL108,111802(2012);Science 338,1576(2012);PRB709(2012)341-357; PLB 716(2012)1-29上。

    在ATLAS上的贡献得到ATLAS发言人的高度赞赏。2011年被选为Collaboration Board的15个顾问之一(ATLAS合作组由38个国家174个研究所的3000多位科研人员组成)。因其在BES和ATLAS实验上的突出贡献,2012年被美国物理学会选为会士。

    共发表论文408篇,引用8300余次。第一作者、主要作者或主要贡献者45篇,他引1592次。

 

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