中國僑界杰出人物(提名獎)——趙政國

2018年09月01日16:30  來源:中國僑聯

趙政國,中國科學技術大學教授,中國科學院院士。1956年出生於湖南。1978年至1988年在中國科學技術大學學習並獲博士學位。曾工作於中國科學院高能物理研究所、瑞士聯邦蘇黎世高工(ETHZ)和美國密歇根大學。

長期從事粒子物理實驗研究。建造了特殊結構的彎晶譜儀並精確測量了奇異π氫、π氘原子因強相互作用引起的基態能級的偏移並首次觀測到其譜線展寬。通過對飛行π介子束的測量,否定了KARMEN實驗報道的發現重中性粒子的結果。在北京譜儀上進行了2-5GeV能區R值的精確測量,其結果對由弱電數據間接尋找Higgs粒子及其質量擬合以及精確檢驗標准模型起到極其重要的作用,並受到國際高能物理界的高度贊賞和重視﹔R值的結果被國際粒子數據手冊收錄且被寫入教科書。在大型強子對撞機上的ATLAS實驗中,為精密繆子譜儀的建造做出了重要貢獻, 並對雙玻色子物理及Higgs粒子的發現做出了直接貢獻。

1995年入選中國科學院百人計劃,1998年入選國家基金委杰出青年,2008年入選國家千人計劃, 2012年入選美國物理學會會士。2013年入選中國科學院院士。

現任國家自然科學基金委員會數理學部專家咨詢委員會委員、國家自然科學基金委員國際合作專家咨詢委員會委員。作為專家組成員之一,為科技部、基金委十三五規劃(大科學工程)起草指南。推動成立了由多個大學和研究所共同組成的基本粒子和相互作用協同創新中心,並任中心主任。作為中國高能物理分會主任,積極組織推動我國高能物理的發展戰略研討。

趙政國長期從事粒子物理實驗研究,在探測器研制、建造、運行,物理分析以及組織領導大型國際合作有豐富的經驗。

π奇異原子實驗和尋找重中微子實驗

π介子與核之間的強相互作用將導致π奇異原子向基態躍遷發出X射線譜的展寬和能量的偏移。精確測量其能量偏移和展寬對確定π-核子系統的耦合常數,檢驗和發展手征微擾理論至關重要。實驗的主要困難在於即使採用世界上最強的π介子束,要獲得精度為1%的能量偏移和觀測能級展寬,仍需若干年的數據採集時間。根據蒙特卡洛模擬研究和試驗,趙政國証實將譜儀設計成擁有6塊全同球狀彎折石英晶體,能量分辨率可達到單個晶體的水平且接收度提高6倍。他與合作者建造了這種特殊結構的譜儀[NIM A335,470(1993)]並用其在瑞士國家實驗室(PSI)測量了π氫、π氘基態能量的偏移,首次觀測到其譜線展寬。結果發表於PRL75, 3246(1995) 和 PRL74, 4157(1995),至今仍是世界上最為系統和精確的測量結果。

英國盧瑟福實驗室KARMEN實驗報道的反常µ子衰變壽命被解釋為由π衰變而來的重中微子而引起轟動。趙與合作者利用π束進行實驗,否定了KARMEN的結果。實驗結果發表在PLB 361 179(1995) 和 PRL85 1815(2000)。作為實驗建議者之一和主要骨干,在束流模擬、實驗設計和物理分析中做出重要貢獻。這一系列工作共發表論文11篇。

北京譜儀(BES)正負電子對撞機實驗

1R值實驗及相關物理研究

R值是粒子物理中最重要的基本物理量之一。原有實驗的R值測量結果在此能區的較大誤差和相互矛盾的結果是對Higgs粒子質量擬合、標准模型精確檢驗和新物理發現的嚴重障礙。在本項目開展前的20余年裡,此能區R值測量沒有取得任何新進展。他主持進行了2-5GeV能區R值測量實驗:制定測量R值的實驗方案﹔協調束流調試,全面控制數據質量﹔組織培養以博士后和研究生為主的團隊並指導數據分析﹔撰寫論文和回答審稿人問題。

R值的結果發表在PRL84(2000)59和PRL88(2002)018021上,均為高引用率文章。R值結果應邀在國際會議上報告30余次並多年被各類國際高能物理會議反復引用,如:1998、2000和2002年國際高能物理大會,1999、2001和2003年國際輕子光子物理大會及2001和2003年歐洲高能物理大會。

R值結果受到國際高能物理界的高度贊賞和重視並被國際粒子數據手冊收錄且被寫入教科書。

R值測量獲得2003年中科院杰出科技成就獎和2005年國家自然科學二等獎,趙均為第一獲獎人。R值及相關研究共發表論文10余篇。

對北京譜儀(BESII)實驗的其他貢獻

擔任BES負責人及高能所物理一室主任期間帶領BES團隊進行后期BESI升級改進並通過驗收。BESII探測器文章發表在NIM A458(3): 627-637(2001)﹔加強對BESI的數據分析並取得突破,發表文章從1997年的1篇迅速增長到2000年的14篇。這一時期的成果獲中科院自然科學二等獎(2001),國家自然科學二等獎(2001年)﹔獲取了5800萬高質量J/φ事例樣本﹔積極開展理論和實驗交流以開拓新物理課題﹔吸引了10多個國內外高校和研究所參加BES﹔組織討論BESII后的發展並積極准備BESIII工程和啟動預研。

大型強子對撞機上的實驗

TeV能區是研究物質深層結構和相互作用最具發現潛力的高能量前沿。自2001年以來參加強子對撞機上ATLAS實驗,並承擔ATLAS 端蓋繆子譜儀MDT的建造。作為美方ATLAS m子譜儀MDT在CERN的協調員,負責譜儀組裝、宇宙線實驗以及安裝調試和運行工作,發揮了極其重要的作用,得到各國同行的高度評價。

突出貢獻是在ATLAS MDT室的建造和宇宙線測試過程中發現:(1)用於氣體分配的銅管上的微孔與微裂縫。他建議所做的材料分析表明銅管的含鋅量過高導致裂縫。這一發現使得ATLAS整個繆子譜儀摒棄了所有已採購的銅管而改用不鏽鋼管,並對已安裝的銅管做了挽救工作。(2)漂移管隨機低效率問題,從而發現了觸發電子學設計上的缺陷。為此ATLAS重新設計了MDT信號讀出觸發模式。

這兩項發現對於ATLAS繆子譜儀的成功至關重要。由於他的突出貢獻,2004年代表ATLAS 繆子譜儀合作組在ATLAS年會上做報告。分別發表於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)。

此外還進行了(1)D0實驗上尋找超對稱粒子,PRL95:151805,2005 (Editorial Board 成員)﹔(2)ATLAS實驗雙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兩大實驗在國際高能物理大會上做題為Diboson production and triple gauge coupling at LHC的報告。

2008年千人計劃回國后的工作

在科大成立粒子科學與技術中心。建立了具有探測器、電子學和物理分析綜合能力的科研教學平台。

大力吸引培養優秀人才。從國外引進三位中科院百人計劃教授、四位副教授。為本學科發展建立了一支有能力承擔大科學工程重要任務的人才隊伍。團隊中近年有兩人被評為杰青。

組織了由6位正副教授、10余位研究生和博士后(其中5位是他的學生和博士后)的團隊進行北京譜儀實驗。共發表論文8篇,其中他和他的學生為第一作者或主要作者5篇。首次觀測到cCJ,hc十余個新的衰變模式,文章分別發表在PRL107,092001(2011)﹔PRD83,112009(2011)﹔PRD86,052004(2012)﹔ PRD87,012003(2013)﹔PRD87,012007(2013)。

提出了一個實驗的新建議,內容包括R值精確測量、強子形狀因子研究、在寬共振峰上收集高統計量數據尋找XYZ粒子及在高能區研究含c夸克的重子產生。這些項目被BESIII合作組採納並已安排實驗,有望取得一批重要成果。

組織了由7位正副教授和15位研究生及博士后(其中他的學生6名)的團隊進行ATLAS實驗。該團隊近年以主要作者發表論文30余篇,國際會議報告9個。他和他的學生主要集中研究(1)雙玻色子產生和三玻色子耦合以了解尋找Higgs 粒子和新物理的本底,並間接尋找新物理。(2)通過HàWW, ZZ輕子衰變尋找Higgs粒子及新物理。結果發表在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上的貢獻得到ATLAS發言人的高度贊賞。2011年被選為Collaboration Board的15個顧問之一(ATLAS合作組由38個國家174個研究所的3000多位科研人員組成)。因其在BES和ATLAS實驗上的突出貢獻,2012年被美國物理學會選為會士。

共發表論文408篇,引用8300余次。第一作者、主要作者或主要貢獻者45篇,他引1592次。

來源:安徽僑之聲

(責編:李冉、閆妍)