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微光志——江门地下中微子实验基地建设纪实(17)
      
 
 
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2025 年 8 月 12 日 星期 放大 缩小 默认        

微光志——江门地下中微子实验基地建设纪实(17)

    尹继红 著

    就在他们陷入死胡同的时候,美国华盛顿大学物理系教授赵天池向王贻芳介绍了国外一个研制大面积微通道板探测器项目。这位赵天池教授也非等闲之人,他1970年毕业于中国科技大学近代物理系,随后受李政道先生推荐赴美,获得美国哥伦比亚大学实验高能物理博士学位。2002年,赵天池受王贻芳邀请担任北京谱仪项目顾问。2011-2014年任高能所核探测器与核电子学国家实验室国际顾问。他的建议自然引起了王贻芳的重视。

    仿佛灵光乍现,启发了王贻芳——也许可以将较大面积的微通道板用于大口径光电倍增管中的电信号放大,好处是收集效率高,有可能得到更多的光子,实现探测效率提高一倍以上的目标。仿佛从一丝门缝里漏进了一道光,整个幽暗的空间瞬间亮堂了起来。王贻芳立即组织钱森他们进行模拟设计,其思路不同于主流的“打拿极”型的光电倍增管。很快,他们发现这一思路是有科学依据的、可行的。2009年6月,他们申请了“一种光电倍增管”的发明专利,并在之后获得了俄罗斯、美国、日本等国以及欧洲的专利授权。江门中微子实验项目为这一捕光神器的研发赋予了新的可能性。

    “打拿极”型光电倍增管采用多个电子倍增极结构,光电子逐级倍增放大,如同一个雪崩过程,最后大量的电子被阳极收集,产生一个较强的电脉冲。微通道板放大则利用微通道板上百万个微小通道,电子在与微通道壁碰撞实现倍增放大,相当于连续倍增的电子倍增器,具有极高的空间和时间分辨率。这是一个理论上可行、实验上从零开始的计划。但是,除此之外,王贻芳他们现在别无选择。

    也许这就是实验物理学家唯一的倔强:让理论变成实证,而整个高能所的人都知道,王所身上的这份倔强几乎达到了极致。

    2009年,在高能所少量创新基金的支持下,王贻芳的课题组与某合作单位签订了三年期的合同,具体由赵天池、钱森组织协调开始设计制造样管。但是合作中双方在具体技术方案及工艺方面一直存在分歧,对方进展十分缓慢,甚至厂方专家从内心根本都不认可他们的设计思路。在这样的状态下,最后做出来样管的放大倍数达不到设计要求,量子效率低,且本底噪声很大,测不出单光电子。数十万元费用打了水漂。

    赵天池的建议让从死胡同里钻出来的钱森顿时觉得来了精神。但是,没日没夜地又干了一年多,实验经费用完了,做出来的样管还是达不到要求,事情似乎又陷入了绝境。而这个时候,和他同时毕业的同学不是进入了国外著名科研机构,享有优越的工作条件,就是进了国内外顶尖的科技公司,享受着优厚的工作福利。但是这一年多,钱森几乎没有任何学术成就,只是在一间异常简陋的工作室里干了一件失败的事情。这对一位满怀信心要迈向国际粒子物理研究高峰之上的年轻学者来说,是一种残忍的背负,这样的背负能将他们的腰压断。但是,钱森咬着牙撑住了。

    2、夜视:穿透迷茫

    2010年,钱森终于碰到了一个让他命运转弯的人。那是在一次展会上,他通过别人介绍认识了微通道板领域的专家刘术林。刘术林比起内向的钱森要健谈许多。两人虽然年龄相差了快20岁,却是一见如故,聚在一起聊了很久。钱森聊自己的处境和梦想,聊大亚湾中微子和滨松公司的垄断。刘术林聊自己的过往,聊生活的无奈和向往。这一次相识,也让刘术林的命运发生了一次转弯。两个人的转弯带来了中国光电倍增管研究与产业的转弯。

    48岁的刘术林是北方夜视科技集团的科研专家。这是一家属于兵器工业集团下属的专门从事夜视元器件研发生产的国有企业。之前,钱森就曾经找过这家企业,谋求合作,但是被婉拒了。或许那时候企业对于这种还只是画在图纸上的研发缺乏信心吧。但是,刘术林就是干微通道板的,他有他的专业眼光。他觉得钱森他们的构想很了不起,有前景。他很想帮着将这一具有崭新思路和特别意义的光电倍增管造出来。既然老东家不愿意参与,刘术林就特别热心地给钱森引荐了中国科学院西安光学精密机械研究所。结果,西安光学精密机械研究所一听,当即表示愿意合作。不久,南京大学听说了,也表示希望参与这个项目。这个时候,刘术林的老东家——北方夜视科技集团新领导上任,立即又调转了车头,表示愿为马前卒。王贻芳一听,乐了。来者不拒,做我们中国自主知识产权的科技产品,欢迎大家都来出力。

    王贻芳亲自组织了高能所以及相关单位的领导、专家共聚位于昆明的北方夜视科技集团总部,探讨“中国造”大面积光电倍增管的研发与合作。大家决定一起成立微通道板型大面积光电倍增管研制合作组,几家合作单位都安排专职人员参加。刘术林被推举为合作组负责人,钱森被推举为合作组秘书。合作组成立那天是2011年11月18日。钱森说他一辈子都不会忘记这个日子。他们还特地在高能所门口拍了一张合照。照片中清一色20个男人,像一支准备上战场的冲锋队。那天,王贻芳也很动情,双手撑在桌上,讲着讲着音调就高了,音量也大了起来:“你们就甘心让外国人一直掐着我们的脖子吗?你们就甘心让中国的光电倍增管永远落后于日本吗?我不甘心!”

    几乎所有的人都瞬间被王贻芳呛出了眼泪,心里就像点着了一团火。

    人在美国的赵天池也加入了这个攻关团队,高能所聘请他做了外籍专家。赵天池是李政道先生的学生。或许是受老师的影响,他对于祖国的高能物理研究事业也有着深厚的感情。他加入这一团队后,贡献了大量国外微通道板领域最新的研究资料。遇到技术难题,他甚至连夜从美国飞到北京,参与讨论。已经两鬓花白的刘术林更是直接调入了高能物理研究所,担任了项目组的负责人,和钱森一起主攻这个项目。刘术林和王贻芳同龄,这一年已经快50岁了。早年一次偶然的机会让他接触到微通道板,之后在陕西某个山沟沟里的兵器研究所里,他用了半辈子的时间自学、研究微通道板的应用。这一次,从企业回归到科研机构,或许才是他人生最惬意、藏于心中渴望已久的一次邂逅。因为这一次邂逅,他举家从西安调到了北京工作。

    从2011年开始,合作组就像一支铆足了劲的突击队,向着他们的目标发起了一次次玩命的冲锋。钱森这时也俨然从一位刚毕业不久的博士成为了年轻的突击队长,他的手下集结了多位正在高能所攻读博士和研究生学位的年轻人。在短短几年时间里,来自东南西北,甚至海外的专家们先后召开了39次合作组会议,召开数以百次的网络会议,组织了近十次的联合攻关,完成了150多个研制阶段的报告。值得特别记录下来的是这39次在全国各地召开的合作组会议,王贻芳只缺席了一次。在他的心中,光电倍增管的事就是天大的事。每一次会议,他都亲自支持,确定下一步的攻关方案和目标路径。从8英寸,再到20英寸,合作组的每一个人都不知熬了多少个不眠之夜。钱森也不再每天待在他的那间地下室。他领着核心成员更多时候是守在工厂里。工人一边做样品,钱森他们就一边在现场进行中间环节的测试,然后通过数据告诉工人师傅哪个环节有问题,哪个方向值得改进,哪个工艺可能会更好。钱森发现,这种紧密的合作方式,高效率解决了很多难题。但是负责研发攻关的团队就倍增了辛苦。工人工作的时候,他们要专注地守候在他们身边。工人不工作的时候,他们要反复进行方案修改、数据比对。以致钱森每次从工厂回到北京,妻子都嚷着要帮他数白头发。

    但是钱森却从来没对人说过累。因为,他看见前面的光越来越亮了。

    钱森那间简陋的办公室也重新拾掇了一番,成为年轻突击队员的办公室。办公桌一张紧挨着一张,年轻人们跑进跑出,一副冲锋陷阵的样子。工作室里有了女同志,还养了绿萝。钱森每次走进这里,看到了地下室的勃勃生气,他心里也添了信心。

    刘术林的办公室在高能所大院一座老旧的办公楼里。办公室的地板已经开始腐烂了。由于长年的热胀冷缩,地板中间已经高高拱了起来。举家从西安来到北京的刘术林就是在这间简陋的办公室里延续了他人生梦想。他也和钱森他们没日没夜地熬在一起。和他们在一起的日子,他又回到了青年时代。

    后来,钱森在一篇题为《和光电倍增管一起倍增成长》的文章里这样记述了合作组的日常:“任何项目的顺利实施,除了团队领头羊高屋建瓴地把握方向和坚定的决策支持,每一位成员,若都能发挥自主能动性,积极主动地参与,必将快速推动项目进展。”

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