北航来了“放射性核束之父”

“元素从哪里来?我们如何从实验上观测它们和研究它们的结构?同学们,你们想不想知道?”讲台上,谷畑勇夫眯着眼微笑着询问学生.听过他的课或讲座的学生都有共同的感受——思路会被一个个无法绕开的问题牵引、启发.

如果有人问他怎样才能成为一名出色的科学家,这位在生活中热爱滑雪、攀岩,喜欢中国火锅的“干人计划”学者,会突然一脸严肃地说：“首先要找到自己的研究课题,然后做好花几十年、上百年甚至几代人才能得出实验成果的准备.”

初见谷烟勇夫,他身着一件咖啡色的西装、黄黑格子衬衣,亲切、和蔼的脸上带着笑意,有着日本人与生俱来的谦和.很难令人把世界核物理学界的主要领军人物之一,世界范围内放射性核束装置的主要推动者、参与者和领导者,“放射性核束之父”,诺贝尔奖候选人等头衔与之联想.

喜欢看星星的科学家

和从小展露天赋的科学天才不同,小学阶段的谷畑勇夫并未一早流露出对科学的兴趣,只是和许多聪明的孩子一样——从小成绩优异,尤喜数学.

童年的谷畑勇夫天真烂漫,最喜欢做的就是举着他的“宝贝”望远镜,一颗一颗地数星星.直到有一天,初中老师问他：“你对星星这么感兴趣,为什么将来不当科学家?”

从此,老师关于科学家的问话一直回荡在小谷烟的脑海里.长大后的他很明确自己为什么要选择科研之路：一是为了求知,“我对未知的事物很感兴趣”；一是为了贡献社会、国家,而“扩充知识量是做贡献的前提”.

“我选择核物理学的原因很简单,因为它是一个非常独特的领域,自成体系.其中涉及到成千上万个核素,而每个核素的结构和性质都值得人们去认真研究.”谷畑勇夫说.

1985年,他与合作者在美国加州完成的核反应截面的测量实验中首次发现了“晕核”.这一发现极大地丰富了现代核物理学的研究内容.他在《物理评论快报》（PhysicalReviewLetters）上发表论文20余篇,论文总引用次数近万次,其中关于晕核的开创性工作单篇被引979次.

2000年,他利用新建成的放射性核束装置重离子加速器,人工合成了众多奇特原子核,并发现了幻数“16”,打破了物理学界长期认为幻数是固定不变的观念,对理解为什么宇宙中某些元素有较大的丰度现象具有重要意义.

2011年,德国洪堡基金会授予他“洪堡学术奖”,以表彰他在核科学研究、教育上的贡献,并邀请他长期保持和德国的合作研究,进一步推动与德国的合作研究.

“我所研究的是一个新兴的、发展中的领域,特别体现在核物理学研究和核物理应用两件事上.”提起学术研究,谷烟勇夫总是显得兴致勃勃.

他试图用最通俗的语言向笔者解释清楚“两件事”.

原子核被认为是一个具有确定界面的类球体,但是他在研究中发现某些奇特原子球存在类似月晕一样的现象,这些原子核具有较大的半径.他的核物理研究就是基于此展开的.

人类赖以生存的地球乃至宇宙中的核素,主要产生于恒星演化的过程中.研究这些原子核的性质以及反应,也是世界核物理学家孜孜钻研的课题.

在2011年的“福岛核危机”事件中,谷烟勇夫所带领的团队接受日本政府的委托,负责对福岛地区及其周边地区的核辐射进行监测,研究其对未来该地区的影响,从而为日本政府制定隔离区、灾后重建等提供依据.

在北航开展核物理学实验研究

蜚声国际核物理界、被誉为“放射性核束之父”的谷畑勇夫,日本乃至世界多所大学、科研机构均力邀他加入.而他这样一位重量级人物最终选择了北京航空航天大学.

“北航‘开放式’实验室的想法吸引了我.”谷烟勇夫表示,虽然北航的核物理学是一门新建设的学科,但是这种“新”也体现在包容性和开放性上.

随着谷畑勇夫的加入,北航的核物理学研究中心也逐渐由侧重理论的研究,转为实验与理论并重、共同发展,谷烟勇夫认准“在中国发展核物理学,北航是一个很好的选择”.

谷烟勇夫告诉记者,加入北航的一个重要原因是他的许多朋友、学生都在中国（其中包括北航教授和学生）.因此,作为“千人计划”学者,他不是“进入”一个科研团队,而是“建立”一个团队.如今,北航核物理实验研究已形成了以谷烟勇夫为首,包括6名青年科研人员、十多名研究生和高年级本科生参与的研究团队,大家合作得非常愉快.

在谷畑勇夫的指导下,北航已建立了辐射探测器实验室,主要开展原子核物理、宇宙核物理和探测器技术应用方面的研究.联合兰州近代物理所、大阪大学等单位,在我国的大型核科学装置CSR上将开展原子核张量力和三体力相互作用等前沿问题的实验研究,并进行高性能探测器的开发研制.

值得一提的是,去年11月,北航成立了核科学与技术研究中心（RCNST）,中心的使命是在国际范围内征集和孵化新的科学思想,促进国内外科学家的交流与合作,利用国际一流设备在核科学领域培养一批优秀的青年学者,开展前沿问题研究.中心的目标是孵化科学思想,对新的科学想法提供支持并促进新一代核科学在更大范围内的发展.谷烟勇夫担任第一届中心主任.他提出了“在核科学与技术应用领域,建立一个汇集实验和理论知识以及酝酿新思想的世界级研究机构”的构想,将研究方向集中在物理中的新结构和新现象等上.

为了这一构想,在实验之外,谷烟勇夫时常奔波于国内外的多家核物理研究中心——中国的中国科学院近代物理研究所和中国原子能科学研究院、德国的GSI、法国的GANIL、美国的密歇根州立大学（MSU）以及日本的大阪大学,进行全方位的密切交流与合作.并邀请著名的专家来北航进行讲座和学术交流,举行国际前沿问题研讨会.通过与国际著名实验室进行接触和交流,促进了北航核物理研究的发展,推进了北航物理教学国际化.

除此之外,北航已3次选派学生到大阪大学进行了实验技术方面的学习培训；2011年北航与日本大阪大学联合举办了第一届“北航和大阪大学核物理开放日”活动；2011年10月,大阪大学选派十余名研究生来北航参加北航研究生国际学术论坛.