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复旦大学马余刚：大科学装置，一座上海与世界的桥梁

创业 2024-12-19 17:00 上海

他是2024年度何梁何利基金奖

物理领域的唯一获奖人

为了揭开原子核的秘密

他曾与美国同行合作

发表多篇《Nature》

这些合作

由上海科学家主导完成

他是中国科学院院士

复旦大学教授马余刚

在今年何梁何利基金奖的评选中，有效候选人数超过了一千名。“能够获奖，我感到非常惊喜，也非常荣幸，这不仅是对我的工作的肯定，也是对整个团队努力的回报。”马余刚说。

01

高能碰撞，揭开原子核的秘密

“我们想通过一种全新的方式观察原子核的细节，这是目前核物理学领域的重大突破。”马余刚向记者介绍他的最新研究成果。

通过高能重离子碰撞，他的团队不仅成功成像了原子核的结构，还为理解夸克胶子等离子体的性质提供了新的实验手段。这项成果被《Nature》主刊重点推荐，并广受国际物理学界关注。

在《Nature》论文中，马余刚团队与合作者在STAR实验组以接近球形的金核-金核碰撞为基准，精准成像原子核结构特征，定量提取了铀核-铀核碰撞中铀-238原子核的四极轴对称形变和三轴形变结构信息。

简单来说，就是通过让极高速的重离子碰撞，来“拍摄”出原子核内部的结构。这项突破性技术，不仅让我们能够看到原子核的结构形态，还能精准描绘其细微的变形。“就像你拿着显微镜看微小的物体，而这个‘显微镜’不仅看得更清楚，甚至能让你看到物体的‘动态’变化。”马余刚说。

这种高能重离子碰撞成像的实验，解开了铀原子核的谜团：它们并不是简单的球形，而是呈现出复杂的椭球形和三轴形变特性。

马余刚解释道：“通过高能原子核碰撞实验，我们能够观察到物质初态的微观特征，这给出了描绘原子核的结构的新途径。”

“

“这项技术的突破不仅是我们对物质世界深入探索的成功，它还为极端物态，例如宇宙初期的夸克胶子等离子体研究提供了至关重要的实验依据。”马余刚补充道。

”

过去，核结构的测量主要依赖低能实验，但如今，凭借高能碰撞技术，科学家可以更全面地理解微观世界的复杂性。“我们不仅给出了新的实验的精准度，还有助于探讨核合成、核裂变及无中微子双贝塔衰变等重大基础科学问题，推动高能重离子碰撞、低能核物理和核天体物理交叉领域的发展。”马余刚说道。

02

做中国人主导的科研

核物理研究离不开大科学装置，而上海正在成为国际合作的前沿平台。“上海光源”便是其中的代表。“我们不仅在做自己的研究，还在为全球提供科研工具。”马余刚介绍道。

在物理学界，伽马光被认为是一种极为重要的研究工具，它能够深入到物质的深层次，帮助科学家探寻粒子与核之间的奥秘。“伽马光是一种极具潜力的研究工具。我们利用这项技术，能精确测量核结构，我们将这一设备开放给国际同行，已经接收到了来自世界各地的实验申请。”马余刚介绍。

科学是没有国界的，但科学家要为世界提供答案。

马余刚认为，这种开放的态度是上海科研环境的优势之一。

“

“我们不仅服务于国内科研，也为国际科学家提供了独特的平台。就像我们在STAR国际合作组中完成的飞行时间谱仪项目，不仅助力国内科研发展，还得到了俄罗斯、德国等国家的认可和应用。”

”

无论是团队主导的国际合作项目，还是通过上海光源的伽马光装置为全球科研提供支持，马余刚都深刻认识到中国科学家在国际舞台上的责任与使命。

通过这些项目，中国科学家不仅提升了在相关领域的技术水平，还为国际核物理研究的装置创新贡献了力量。“这是一种双向的合作，我们向世界展示了中国科研的能力，同时也从全球合作中汲取灵感。”马余刚说。

目前，马余刚团队与国际同行的协作已经取得了显著成绩。他的团队不仅主导了STAR国际合作组的四篇《Nature》论文，更为全球科研装置贡献了中国智慧。这种国际合作，正在让中国科学家在全球科研领域占据更加重要的地位。

03

“基础科学就是未来的种子”

“基础科学看起来离实际应用很远，但它是一切技术创新的源泉。”在马余刚看来，正是这些看似枯燥的研究，才是推动国家科技产业发展的源动力。

他举例说，兰州的重离子加速器，最初用于核物理研究，如今却被应用于癌症治疗，为广大患者带来了福音。“这就是基础研究的力量。它或许无法立刻转化为产品，但却能催生未来。”

他提到，国家对基础研究的支持正在不断加大。上海光源、兰州重离子装置、正在建设中的惠州强流重离子加速器等大科学装置都是基础研究的沃土。“我希望未来能有更多人理解基础科学的重要性，它不仅仅是科学家的事业，更是国家科技竞争力的核心。”

马余刚及其团队的研究得到了上海市科委的大力支持。例如，“上海市科委国际合作伙伴”项目支持与欧洲核子中心的ALICE国际合作。

“

马余刚表示：“上海市科委不仅为我们提供了资金支持，还为我们的国际合作项目提供了政策上的便利。这些支持使我们能够在国际科学合作的重点项目中发挥更大的作用，推动科学的进步。”

”

对于自己的未来规划，马余刚则更加专注于加强国内大科学装置的建设。“我们希望能够利用国内日益完善的科研平台，推动核物理及相关领域的研究，尤其是高能电子与原子核相互作用的研究。这将为我们在全球核物理研究领域进一步争取话语权。”

转载来源:上海科技

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