何吉波,現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)研究員。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地開(kāi)展了雙重味重子的實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)6年多的努力,取得一系列重要成果。其中,雙粲重子的發(fā)現(xiàn)入選“2017年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”,目前在該方向處于國(guó)際“領(lǐng)跑”位置。
通觀(guān)全局,系統(tǒng)推進(jìn)
2015年何吉波歸國(guó)前,和去歐洲核子研究中心(CERN)參加LHCb實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組年會(huì)的中國(guó)同事一起喝咖啡時(shí)就談到了雙粲重子。由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)觀(guān)測(cè)到大量的粲強(qiáng)子對(duì)事例,以及Bc介子信號(hào),這說(shuō)明在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上雙粲重子的產(chǎn)生不是問(wèn)題,何吉波提出當(dāng)時(shí)沒(méi)能觀(guān)測(cè)到雙粲重子可能因?yàn)樗褜び玫牟皇瞧渲饕プ兊。因此何吉波在歸國(guó)后,就請(qǐng)求國(guó)內(nèi)理論家?guī)椭?jì)算雙重味重子的主要衰變道,并于2016年底挑選出最有希望的衰變道,隨即在實(shí)驗(yàn)上取得突破。
何吉波非常重視粒子物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析鏈的全流程。對(duì)于雙粲重子的發(fā)現(xiàn),何吉波在這個(gè)物理分析之初,就制定了詳盡的研究方案,將各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)分為相對(duì)獨(dú)立的工作包。他召集和協(xié)調(diào)了LHCb中國(guó)組的力量,組織了每周一次的LHCb中國(guó)組雙粲重子的會(huì)議,確保LHCb中國(guó)組在雙粲重子發(fā)現(xiàn)中的主導(dǎo)作用。例如,這些工作包中包含動(dòng)量標(biāo)度的標(biāo)定,這對(duì)于精確測(cè)定雙粲重子的質(zhì)量非常重要。何吉波解釋說(shuō),“這就猶如測(cè)定一個(gè)物體的長(zhǎng)度,我們需要先有一把很準(zhǔn)的米尺”。這些工作使得科學(xué)家首次觀(guān)測(cè)到雙粲重子時(shí),就將其質(zhì)量測(cè)量精確到萬(wàn)分之二,得到了國(guó)際同行的贊嘆。
為了繼續(xù)尋找其它雙重味重子,以及進(jìn)一步深入系統(tǒng)的研究雙重味重子的性質(zhì)做準(zhǔn)備,何吉波全盤(pán)考慮,在雙粲重子分析進(jìn)行的過(guò)程中,也帶領(lǐng)LHCb中國(guó)組的教師和學(xué)生,趕在2017年LHC重新開(kāi)始運(yùn)行取數(shù)前,優(yōu)化了雙重味重子相關(guān)的在線(xiàn)觸發(fā)算法,較大幅度提高了在線(xiàn)觸發(fā)效率,進(jìn)一步提高了尋找雙重味重子的靈敏度。
量身定制,堅(jiān)持不懈
盡管理論家的幫助使得每個(gè)雙重味重子的主要衰變道基本能確定,然而,由于實(shí)驗(yàn)物理數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性,博士生平均需要三年才能完成一項(xiàng)物理分析工作。何吉波根據(jù)人員情況量身定制,盡可能發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)。
雙粲重子的發(fā)現(xiàn)工作集中了LHCb中國(guó)組教師的力量,他們利用寒假等節(jié)假日加班加點(diǎn),用半年的時(shí)間完成了該測(cè)量。對(duì)于雙粲重子壽命、產(chǎn)生截面的測(cè)量等較復(fù)雜的工作,何吉波指導(dǎo)博士后、高年級(jí)博士生開(kāi)展研究。對(duì)于其它雙重味重子的首次搜索,何吉波則指導(dǎo)研究生穩(wěn)步推進(jìn)。對(duì)于質(zhì)量精確測(cè)量等相對(duì)不那么復(fù)雜的物理分析工作,何吉波則帶領(lǐng)參加“科創(chuàng)計(jì)劃”的本科生開(kāi)展。例如,來(lái)自于重慶大學(xué)的本科生倪豪杰同學(xué)主導(dǎo)完成了雙粲重子質(zhì)量的精確測(cè)量,這也是LHCb實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組中居指可數(shù)的由本科生主導(dǎo)完成的物理分析論文。何吉波非常自豪:“這說(shuō)明我國(guó)的本科生通過(guò)自己的努力,也能在大型實(shí)驗(yàn)國(guó)際合作組中做出很好的工作”。而對(duì)于最后一個(gè)雙重味重子的首次搜尋,何吉波則親自動(dòng)手,與一名博士后一起用一年的時(shí)間完成了該物理分析工作。
通過(guò)努力,他們完成了6個(gè)雙重味重子的搜尋工作,目前發(fā)現(xiàn)了雙粲重子,觀(guān)測(cè)到另外3個(gè)雙重味重子的跡象。何吉波帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地測(cè)量了雙粲重子的質(zhì)量、壽命、產(chǎn)生截面,除了用于發(fā)現(xiàn)的衰變道,也發(fā)現(xiàn)了另外兩個(gè)新的雙粲重子的衰變道。目前,他們已經(jīng)主導(dǎo)發(fā)表了物理論文十篇,這在粒子物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域已屬于“高產(chǎn)”。何吉波及其團(tuán)隊(duì)在雙粲重子研究領(lǐng)域處于國(guó)際“領(lǐng)跑”位置,這和他們六年來(lái)投入了所有可能的力量是分不開(kāi)的。