“叫我張黎明就好。”被叫“張教授”時,41歲的張黎明顯得有些不安。這位清華大學工程物理系副教授笑著說,他更愿意別人直呼其名,“叫‘張老師’稍微好一點”。
采訪當日下午1點,張黎明辦公室窗外不時傳來敲敲打打或機械轉動的聲音,但屋內的張黎明筆挺地坐在辦公桌前,對著電腦專心致志地查看一組實驗數據。
張黎明是個能沉下心的人,分析數據是他的強項。2015年,歐洲大型強子對撞機底夸克探測器(LHCb)實驗組首次發(fā)現(xiàn)了五夸克粒子,該研究成果被列入2015年度國際物理學領域的十項重大突破。作為LHCb國際合作組成員,張黎明主要承擔這項研究中的數據分析工作。后來團隊發(fā)現(xiàn)最初的五夸克粒子實際上是兩個獨立的五夸克粒子(被稱為第一種和第二種五夸克粒子)。
去年4月,張黎明和團隊成員又發(fā)現(xiàn)了第三種五夸克粒子,新結果有望進一步揭示有關夸克粒子的諸多奧秘。
抓住細節(jié),發(fā)現(xiàn)五夸克粒子“蹤跡”
1964年,諾貝爾獎獲得者默里·蓋爾曼提出夸克模型。該理論認為,存在上、下、粲、奇、底和頂6種夸克,它們都擁有自己的反物質?茖W家隨后提出了各種夸克組合。
如果把粒子分為基本粒子、普通粒子和稀有/特殊粒子,五夸克粒子就屬于稀有/特殊粒子。過去50多年間,尋找五夸克粒子的實驗很多,但始終都沒能得出準確的結論。
一個偶然的機會,讓張黎明及其同事發(fā)現(xiàn)了五夸克粒子的“蹤跡”。
2014年某日,張黎明和同事在實驗室做常規(guī)實驗。
“當時,粒子的質量譜上出現(xiàn)了一個很明顯的波峰。”張黎明說,他們那時在和美國雪城大學的科研人員一起做一項研究。但美國組的成員并沒有把這個信號當回事,他們單純地認為,這個波峰是其他效應作用的結果,因而未對這個現(xiàn)象做進一步的分析。
但張黎明和清華大學實驗組成員沒有忽略這個特殊的峰值。“如果是其他效應,波峰不會這么明顯。所以,我們推測,這可能是1個五夸克粒子的結構,于是決定做一些計算去驗證我們的猜想。”張黎明說。
但構建驗證模型的過程并不順利。由于模型涉及很多參數,相關計算進度十分緩慢,優(yōu)化程序成了擺在團隊面前的難題。
雖然遇到問題,但張黎明和同事們并未輕易放棄。他們花了兩個月左右的時間去優(yōu)化計算程序,張黎明說:“之前做1次計算,要花3天,程序優(yōu)化以后,只需要6個小時。”
實驗結果證明,張黎明及其同事的猜想是對的。
不善言談,只有聊到專業(yè)話才多一點
之所以能順利“捕捉”到五夸克粒子,張黎明認為,這與團隊的經驗和長期思考有關,否則很容易錯過這次重要的發(fā)現(xiàn)。
“成功找到五夸克粒子,關鍵在于團隊力量和執(zhí)著精神。遇到困難時,想辦法解決問題。”張黎明說,勤奮加善于總結規(guī)律,是自己的法寶。
時間回溯至42年前。1978年,張黎明生于河南省駐馬店市,1997年他以優(yōu)異的成績考入中國科學技術大學物理系。“因為學物理出國深造更容易,我想開闊自己的視野。”他說。
上大學時,每次放假回家,父母還是會要求張黎明每天早上8點前必須起床。他回憶道,父母對他的教育可以用“嚴格”來形容。
塑造張黎明勤勉性格的,不只有父母,還有老師。
在日本高能加速器研究機構(KEK)從事博士后研究工作時,張黎明被老師刻苦鉆研的精神所感染。“我在日本的老師是KEK的負責人,他不愛說話,工作十分勤奮,每天凌晨兩點睡覺,早上七八點起床。有時很晚給他發(fā)郵件,他也會立刻回復。”張黎明回憶道。
如今,他每天晚上12點睡覺,早上7點左右開始工作。和日本老師一樣,張黎明也不愛說話。
整個采訪過程中,幾乎在回答每個問題時,他都要思考良久,且寥寥數語便結束。只有談起五夸克粒子,他的話才多了一點兒。他沉浸在內心世界時的模樣,不像是大學教授,倒像是懷有心事、內向青澀的學生。
未來,張黎明將繼續(xù)和團隊一起,攀登科研新高峰。