6月8日上午,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长、中国高能物理学会理事长、国际未来加速器委员会委员、亚洲未来加速器委员会主席陈和生在九号楼进行了“面向21世纪的粒子物理学”的讲座,探索物质微观结构与宇观结构之谜。
陈和生首先介绍了在世纪之交的两种物质结构观——微观结构与宇观结构的概念、提出与发展史、对其他学科与技术的带动作用等。他告诉大家,宇宙起源和进化、天体形成和演化的物理过程都必须由粒子物理的规律来描述,而宇宙论和天体物理的研究发展又对粒子物理基本理论提出了严峻的挑战。正是研究最微观的粒子物理与最宇观的天体物理和宇宙论的交叉形成了一批诸如粒子天体物理、中高能核物理等的新的前沿学科。
接着陈和生介绍了21世纪的粒子物理学面临的三大挑战。一是暗物质,它是指那些自身不发射电磁辐射,也不与电磁波相互作用的一种物质,人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。二是暗能量,即一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,也正是它导致目前宇宙正加速膨胀。三是反物质,这一种假想的物质形式,是反粒子概念的延伸,它对大爆炸理论造成很大挑战。陈和生解释说,人类目前所认知的部分大概只占宇宙的4%,暗物质占了宇宙的23%,还有73%是反物质,而反粒子也是能证实存在却尚未找到。这都是科学家亟待研究解决的难题。
在谈到当今粒子物理研究前沿和中国粒子物理实验时,陈和生介绍了当前高能实验物理的两个主要领域:基于加速器的物理实验和通过宇宙线进行的观测。他同时介绍了中国粒子物理研究的成果,诸如北京BEPC(正负离子对撞机)、北京谱仪国际合作组、西藏羊八井宇宙线国际观测站、中科院制造的送入宇宙的第一个大型磁体AMS磁体等。
在讲座的最后,陈和生告诉在场同学们,宇宙往大或小的方向的延伸都是无限的,当今物理学研究出现大批新兴交叉学科,也有很多谜题需要解决,自然界的奥秘无穷尽,科学的探索也该无止境。