王淦昌與“反西格馬負超子”

王淦昌是我國傑出的物理學家,中國實驗原子核物理、宇宙射線及基本粒子物理研究的主要奠基人。他研究發現了神秘的“反西格馬負超子”,在國際上享有崇高的聲譽。被譽為“中國原子彈之父”。

數學使他入了迷

王淦昌小時候生活很苦,四歲時,父親就去世了。13歲那年,母親又得了肺病,也相繼離開人世。隻有年邁的外婆照顧他,供他上學。1920年,王淦昌有機會跟著親戚來到上海浦東中學讀書。王淦昌上小學時,就對數學著迷。進了中學,數學成績特別好,他最感興趣的課仍是數學。在課外數學自學小組裏,王淦昌是個活躍分子。初中一年級裏就學完了大學一年級的微積分課程。1925年,他以優異的數學成績考進了清華大學,成為清華大學第一屆新生。

王淦昌進了清華,並沒有考慮從小就喜歡的數學係,而是選擇了物理係。因為當時的清華大學物理係,是由著名實驗物理學家葉企孫教授主持的,所以,王淦昌毫不猶豫選擇了物理係。

有一次,葉教授在課堂上提了一個有關“伯努力利方程”的難題,王淦昌很快給出了答案。葉教授很高興,下課後,把王淦昌找去了,了解他的學習情況,並對他說:“以後有什麽問題,可以隨時來找我。”

老師的鼓勵,使得王淦昌更加愛上了實驗物理。

1929年6月,王淦昌大學畢業。老師舍不得這個人才離開,就把他留下來當助教,並且給了他一個研究題目:清華園周圍氡氣的強度及每天的變化。目的是要研究北京附近氣象因素對大氣放射性的影響。當時,這項研究在國內沒有人做過。王淦昌在老師的指導下,查閱了大量資料,然後進行實驗。每天從早晨9點到11點,重複著那一套繁瑣、艱苦而又需要一定技巧的實驗,要記錄下當天的溫度、大氣壓、風速、風向、雲的性質與分布等大量數據。從1929年11月到1930年4月,王淦昌堅持下來了他得到了北京上空大氣放射性與氣象條件的相互關係的大量科學資料,寫出了科學論文。

1950年4月,王淦昌到新成立的中國科學院近代物理研究所工作。1954年在雲南落雪山建立了中國第一個高山宇宙線實驗室,很快取得了一批研究成果,引起了國外同行的注意。1956年秋天,他作為中國的代表,到蘇聯杜布納聯合原子核研究所學習。

數學幫他找到粒子

1930年英國科學家狄拉克首先從理論上預言存在電子的反粒子——正電子。1932年美國物理學家安德遜,利用雲霧室從宇宙線中發現正電子以後,實驗物理學家一直在尋找各種粒子的反粒子。如果所有的粒子都有反粒子,這將證明微觀世界中一個重要的規律——就是對稱性——粒子與反粒子,正與反的對稱。各種介子的反粒子已經確證了,擺在實驗物理學家麵前的一個挑戰性課題,就是尋找反超子。

王淦昌果斷地把尋找新奇粒子作為小組的主要研究課題。北京聯合所的加速器是建成了,但是配套的設備如探測器、測量儀、計算機等都沒有。一切都要從頭做起。反超子的壽命很短,用能夠顯示粒子徑跡的氣泡室作為主要探測器比較理想。王淦昌和他的助手們,建起了丙烷氣泡室,用π介子作為炮彈,在加速器上進行實驗。

1959年3月9日,終於從4萬對底片中,找到了一個產生“反西格馬負超子”的例子,發現了超子的反粒子——反西格馬負超子。這一發現,轟動了世界物理界,受到各國物理學家的讚揚。此項成果,王淦昌理所當然地榮獲國家自然科學一等獎。

多大榮譽對王淦昌並不重要,他的理念是,熱愛自己的祖國,就要使得她日益強大起來,不再受到別人的歧視。他身先士卒,他隱姓埋名,默默無聞地為這項神聖的事業奮鬥了16年。

當時,核武器研究所沒有試驗場地,隻能借用解放軍的靶場。王淦昌一點沒有大科學家的架子,和科技人員一起攪拌炸藥,指導設計實驗元件,指揮安裝測試電纜、插雷管。一陣陣“轟”、“轟”的爆破聲,震撼著古老的長城。一年中,他們做了上千個實驗元件的爆轟實驗。到1962年底,基本上掌握了獲得內爆的重要數據和實驗技術。

1963年春天,是中國曆史上最困難的三年自然災害時期,王淦昌不顧生活困難,條件艱苦,帶頭離開北京,到西北核武器研製基地去。在海拔3200米的青海高原,高寒缺氧,氣壓低,水燒不開,饅頭蒸不熟,年輕人走路快了都喘氣,年過半百的王淦昌仍堅持深入到車間、實驗室和試驗場地指導工作。

一次,王淦昌到廣州開會,見到了陳毅副總理。豁達的陳毅副總理做了一個握緊拳頭又猛然放開的手勢,問王淦昌:“你那個東西什麽時候響?”

王淦昌蠻有信心地答道:“再過一年。”

陳毅副總理高興地說:“好,有了這個,我這個副總理腰杆就更硬了。”

1964年10月16日下午3時,茫茫戈壁灘上,升起了一個巨大的火球,接著是轟轟轟的爆炸聲——中國第一顆原子彈爆炸成功!

“啊!······”人們叫著!跳著!抱著!忘情地歡呼著!

這時的王淦昌,卻悄悄地擦擦淚,激動的淚!酸楚的淚!多少年的艱辛!多少年的期盼!······年過花甲的他思緒萬千!感慨磅礴!

第一顆原子彈爆炸成功,過了兩年8個月,1967年6月17日,中國第一顆氫彈爆炸成功了!使中國成為世界上從原子彈到氫彈發展最快的國家。

70年有科研生涯,王淦昌的心血,灑遍了中國核工業艱難曲折的路!灑遍了整個核基地!

1998年12月10日21時48分,這位著名核物理學家、中國核科學的奠基人,在北京與世長辭!他給世界留下的——是那永恒的反西格馬負超子!

注:“反西格馬負超子”——1958年秋,王淦昌研究小組開始了6.8GeV/c的π-介子與核作用的數據采集。1959年春又建立了8.3GeV/c的π-介子束,開始新的一輪數據采集。前後總共得到了近10萬張氣泡室照片,包括幾十萬個高能π-介子核反應的事例。1959年秋,從4萬張照片中發現了第一張反西格馬負超子(-)事例的圖像照片,經過計算正與預期的一致,而且是一個十分完整的反超子。