科研“马前卒” 学习“排头兵”——记我校物电学院教授贾多杰 云亭班学生董文超
北宋著名文学家苏辙曾于《上皇帝书》中写过“世未有不自下而能高,不自近而能远者”,其意为,世界上没有人不从下开始就能直接登高,没有人不从近开始而能一下走很远。正如走路一样,不积跬步,无以至千里;不步步登高,不能至泰山绝顶。这句话正佐证了我校物电学院教授贾多杰和其学生董文超的学术经历。
“我们只是站在巨人的肩上更进一步”
近日,物理与电子工程学院贾多杰教授与2015级物理学云亭班董文超同学的研究成果《激发态单重介子的类雷吉谱》在欧洲物理杂志P辑上在线发表。论文提出并论证了单重介子激发态可以用一个重味夸克质量平移的雷吉轨迹公式描述,由此预言了D(3000)^0是D介子的3P激发态,而B(5840,5970)是B介子的两个2S激发态。这一成果现已被SCI检索的欧洲物理杂志P辑接收并发表(Eur. Phys. J. Plus 134, 123 (2019))。
贾多杰和董文超的论文面向于重味介子谱理论研究。据他们介绍,一开始是受日本物理学家南部阳一有关转动弦思想的启发,并以此为基础进行研究的。“我们发现,在低能态时,即轨道角动量在靠近0和1时,实验质量谱和线性雷吉轨迹存在一定的偏离,于是我们加入了一个介子内夸克之间的短程修正项,发现结果跟实验数据符合;在找到了一个转动弦图像下的物理论证以后,研究论文完成并得以发表。” 贾多杰表示。
“之前各项研究以基态及低激发态的介子为主。”贾多杰说,相较于前人的研究,这个研究的“闪光点”在于他们把目光转向了高激发态的单重介子谱,将转动弦模型与短程结合能相结合重新回复了对雷吉轨迹的信心,拓展了对介子质量的预言范围。目前正在用此思想研究单重重子谱。
日前,贾多杰和董文超还与日本大阪大学核物理研究中心的A. Hosaka教授联合完成一篇学术论文。这项成果由贾多杰教授在2018年11月在日本筑波国际会议中心举行的第8届夸克与核物理国际会议上作了分会报告,并被日本物理学会(JPS)会议文集接受发表。谈到与日本物理学界的学术交流合作,贾教授这样回忆,“我曾去过南部阳一郎的研究室,令我印象最深刻的是他们把早前于美国从事研究工作的日本物理学家们演算用过的黑板从美国运回,放在集体研讨的研究室前供讨论使用,提醒今天的科研人员都要保有初心、从前人那里获得启发。”
谈及取得的成绩,贾多杰表示,“其实我们也是在前人的道路上有所创新,算是站在巨人的肩膀上前进了一小步。”
“前进路上的挫折是最正常的”
为了满足研究需要,董文超先是自学了Mathematica 计算软件,又花了接近一年的时间用于编制算法。虽然之前已经有此类运算的算法,但董文超在他人算法的基础上,进一步编写了能够同时解三组非线性方程的算法,大幅提高了运算效率。
在重味介子Regge轨迹研究方向取得成果之前,贾多杰和董文超曾在轻味介子Regge轨迹方面投入过一年以上的精力,也做出了实验数据吻合的计算结果。但由于其中一位审稿人并不认可早先的Regge轨迹参数解释等原因,论文迄今未能发表(在修改之中)。“这个研究早于已发表的重味介子谱研究,耗费了我们大量的时间和精力,但是目前还是没能发表”。董文超说,“若您是学术圈内人士,会认为这是很正常的,并不是每一个科学研究的付出都有回报。”
由于Regge轨迹研究领域长期没有太具说服力的研究成果,有些人对Regge轨迹产生了怀疑,贾多杰和董文超的这项研究结果与现有实验数据吻合良好,增强了人们对Regge轨迹研究的信心。“我们坚持自己认为正确的方法,也让前人的努力没有白费,在Regge轨迹研究方向上继往开来,这就是此成果对强子物理学发展的意义。” 贾多杰说。
在研究过程中,贾多杰和董文超遇到了许多难以想象和预料的困难,最重要的一点就是对所论证理论本身应该信任还是怀疑。贾多杰告诉本报记者,人们曾认为Regge轨迹不适用于重味强子,如J/Psi家族的介子明显背离线性Regge轨迹。但一重一轻或两个轻的介子体系不同,依然可以由南部阳一郎转动弦图像描述。当人们发现有关实验数据和Regge轨迹理论结果偏离时,对理论产生怀疑不足为奇,毕竟实验是检验真理的标准。对此,贾多杰解释道,“其实我们对这个理论也曾持半信半疑的态度,但我们还是选择相信,并且坚持下去。”
拿破仑曾说,最困难之时,就是离成功不远之日。贾多杰和董文超利用他们独特的方法不断摸索、不断创新,最终证明了Regge轨迹理论应用于单重味介子研究的可行性。
甘做科研工作的“孺子牛”
一腔热情,两袖微尘,三尺讲台,四季坚守,从教数十年,贾多杰一直怀着满腔热情奋斗在科研工作当中,引领学生在科研的道路上翻越一个又一个高峰。
谈及科研工作者最需要具备的品质,贾多杰首先提到了“坚持”。“做科研是一个漫长而又孤独的旅程,科研的路上没有平坦的大道,在这个过程中会遇到很多难以想象的困难和挫折,但是一定不能放弃,要坚持下来。”贾多杰强调。
他是这样说的,也是这样做的,他和董文超之前做的轻味介子项目历时一年多,但是,最终的成果还是没有达到预想的结果,然而,他们并没有放弃,一边摸索一边向前走。“科研就是这样,你的付出与回报并不一定都是成正比的,研究了很长时间但没有收获是很正常的。”贾多杰说,“毕竟,梯子总要一节一节地爬。”
当然,走科研道路光靠坚持远远不够,对于粒子物理这样的基础学科来说,兴趣的作用至关重要。“一个人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践,并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪与体验。”贾多杰表示。为了提高学生的科研兴趣,他在不断地学习和实践中摸索出了“小组辩论”的方法,让每个学生都参与其中,鼓励每个学生都大胆地提出自己的思考,对于这些想法不直接否定对错,让小组成员共同探讨可行性,即使基础很薄弱的学生也能展示出自己的“闪光点”,大大提高了学生的学习兴趣。“对科研感兴趣的人是不太会受打击的,兴趣是支撑工作的重要动力。” 贾多杰表示。
《孟子》有云:诚者,天之道也;思诚者,人之道也。诚实,这也是贾多杰强调的最重要的学术品质。在他看来,诚实是在学术界生存的第一法则,在诚实方面犯一次错就会被全盘否定。在接受本报记者采访时,贾多杰举了爱因斯坦的例子,爱因斯坦在做广义相对论中引力波的学术报告前夜发现了自己的错误,但他并没有掩盖,而是在第二天的报告会上很诚实地公布了自己的错误和致错原因。“这是学术界应该有的态度,人而无信,不知其可也。”
周恩来曾说:世界上最聪明的人是老实的人,因为只有老实人才能经得起事实和历史的考验。就像贾多杰一直坚持的信仰——做学问一定要诚实,可以算错题,做错事,但不可以犯明知故为的学术错误。
视频策划:赵媛媛
采编:曹杉杉 高明哲 赵媛媛
拍摄:李 铮 崔自娇 张永暖
剪辑:崔自娇 赵媛媛 李 祚
设计:施昊迪
编辑:宋嫣然
(编辑/骆长凯)