优才面对面|黄永盛:在“光的碰撞”中重塑科学与未来的边界

读特新闻 2025-02-27 10:43:00

当刀片电池重塑全球汽车产业格局,当5G技术领跑国际无线通信新征程,当‌智能无人机为世界带来全新视野,当湾区的海风穿过研发中心的散热孔,当深南大道的霓虹与实验室光谱同频。“创新之城”深圳,正以每秒万亿次的数据心跳,孕育着这个时代的奇迹。

"鹏城优才"是深圳的造梦引擎,他们以奋斗为源代码,刻录着永续创新的城市基因。他们是科技攻坚者‌,刺破未知的边界;是人文探索者‌ ,点亮文明的穹顶;是行业深耕者‌,铸就产业的基石。深圳市“鹏城优才一站式”服务平台(市人事人才公共服务中心主办)推出《优才面对面》人才访谈栏目,聆听“鹏城优才”解构奋斗经历,讲述精彩故事。

本期优才面对面,邀请到中山大学理学院教授、博士生导师、副院长,中国科学院高能物理研究所客座研究员,深圳湾实验室同舟学者,广东省高精度射线探测技术省重点实验室副主任,广东省伽玛光子对撞机及综合应用省重点实验室主任,中山大学深圳附属学校科学副校长,深圳市西乡中学科学副校长,深圳市“鹏城优才卡”持卡人黄永盛讲述他的科研故事。

假设你有两个特别强的手电筒,如果让它们的光束(光子)迎头相撞,会发生什么?其实普通光太弱,撞不出花样。但如果是能量超高的光子(类似“光的子弹”),让它们精准对撞,可能会“撞碎”出一些我们平时见不到的“神秘物质”或新粒子。

伽玛光子对撞机就是做这个的机器:它用高科技方法制造两束伽玛射线(超高能光子流),让它们高速对撞,借此探索微观世界的秘密。

在深圳光明,正有这样一位物理学家,以伽玛光子对撞机为支点,撬动基础研究、癌症治疗、同位素药国产化的三重变革。他的故事,是一部关于光、生命与创新的交响乐。

从清华园到香山会议

一场“光子对撞”的“豪赌”

2009年,黄永盛自清华大学博士毕业后,加入中国原子能科学研究院。彼时,国际物理学界正围绕“光子对撞的实现路径”展开激烈争论。传统加速器因光子不带电而难以实现碰撞,这一技术瓶颈已困扰学界长达数十年之久。

黄永盛回忆道:“当时,我的导师王乃彦院士前瞻性地提出,利用超强、超短激光加速离子面临巨大挑战,但结合现有电子加速器或许能开辟新路径。”事实上,王乃彦院士作为中国激光核物理领域的领航者,他的远见卓识为高能物理与激光技术的深度融合奠定了坚不可摧的基石。正是在王乃彦院士的悉心指导下,黄永盛在高能物理领域开辟出了属于自己的一片天地。

2017年,黄永盛转战高能物理研究所,并在此结识了美国费米实验室的终身教授周为仁。两位科学巨匠携手合作,共同怀揣着一个梦想——在中国建立世界首台伽玛光子对撞机,为加速器历史书写下中国标志性的“从0到1”的突破篇章。

尽管光子对撞机的概念在国际上早已有之,但早期的研究多聚焦于高能光子对撞,受限于当时高功率强激光技术的瓶颈,难以取得实质性进展。2017年的一次伽玛光子对撞机国际会议后,国际学界开始将目光投向低能量伽玛光子对撞机。同年,黄永盛所在的高能物理研究所携手清华大学、北京大学、上海光机所、北京航空航天大学、北京师范大学等众多高校及科研机构,共同完成了低能量伽玛光子对撞机的概念设计报告。

2018年8月,北京香山科学会议汇聚了黄永盛在内的40余位院士专家,对中国科学家提出的光子对撞机方案进行了深入论证。该方案巧妙利用中国现有电子加速器进行改造,最终成功将“世界首台伽玛光子对撞机”项目纳入国家重大科技基础设施规划。

黄永盛作为首席科学家,牵头组织世界首台伽玛光子对撞机及综合束流设施的设计和建设。黄永盛表示,这台装置一旦建成,将不仅验证“真空不空”“能量-物质转换”等量子场论的预言,更有望写入物理学教科书,开启科学探索的新纪元。

物理学的另一面

推动癌症治疗步入平民化时代

在潜心设计伽玛光子对撞机的同时,黄永盛团队发掘了电子加速器在产业化应用中的广阔前景,为物理学的实际应用开辟了新天地。

黄永盛直言不讳地指出,美国每年有高达4000万人次接受心脑血管同位素检测,使得许多轻微的心脑血管疾病得以早期发现与干预。然而,在中国,这一领域的检测几乎处于空白状态,这并非因为技术滞后,而是源于医用同位素100%依赖进口,令人扼腕叹息。

2020年,黄永盛带领团队在强流电子直线加速器技术领域取得重大突破,成功研发出国产医用同位素制备系统。这一里程碑式的创新不仅将癌症治疗药物“锕-225”的生产成本从高昂的百万美金级别拉低至平民可承受的范围,更为心脑血管疾病的早期筛查提供Mo99药物的稳定可靠的支持。目前,该项目已携手中山大学理学院,在深圳成立公司,并正紧锣密鼓地进行首轮融资洽谈,这一科技成果很快便会转化为实际应用。

“我们还可以把癌症治疗变成一个简单的流程。”谈及未来的应用前景,黄永盛的眼中闪烁着期待的光芒。他介绍道,强流电子加速器不仅能够用于医用同位素的制备,还能开展超高能电子闪放的癌症治疗。

这一技术能够利用超高能电子束在短短几秒内精准杀灭癌细胞,患者仅需两次入院治疗,每次治疗时间也仅需几分钟,且治疗费用有望控制在5万元以内。这一创新技术的问世,或将彻底改变传统的化疗模式,为癌症患者带来前所未有的希望与福音。

当象牙塔遇见产业化

深圳正孕育着新时代的科学传奇

从国有企业的研究院到中国科学院,再到中山大学理学院,黄永盛在科研体系的广阔舞台上,跨越了“三重门”的考验。他坦言:“推动科研产业化,犹如戴着脚镣起舞,挑战与机遇并存。”

但黄永盛依然满怀信心:“深圳汇聚了全国最顶尖的天使投资人,他们勇于为‘纸上的公式’投资。我们正积极探索‘高校-政府-企业’的铁三角合作模式,致力于成为中国的斯坦福。”

正因如此,当2021年中山大学深圳校区筹备新建理学院的消息传来,并在中山大学理学院罗校长的诚挚邀请之下,黄永盛作出了落脚深圳的决定。

“最初,我只是作为特邀专家参与了深圳新光源建设报告的编制,对这座城市即将规划的‘国家科学中心’蓝图抱有一定的兴趣。”黄永盛回忆道。在罗校长详尽阐述深圳校区理学院的建设愿景,以及共同打造与深圳城市发展紧密相连的物理学院的蓝图后,黄永盛内心进行了深刻的权衡与思考。

他深知,这不仅是个人学术生涯的一次重大机遇与挑战,更是将自身专长与国家发展战略紧密结合的难得契机。经过慎重地考虑,他最终决定响应号召,踏上了前往深圳的新征程。

“从踏入深圳的那一刻起,我就感受到了这座城市对人才的无限热情。罗校长的亲自邀请,以及学校为科研人员提供的优越条件和全力支持,让我深切体会到了‘人才是第一资源’的真谛。”黄永盛说,深圳不仅在政策上给予了他极大的扶持,更在生活的方方面面展现了对人才的尊重与关怀。经济上的慷慨资助,更是让他能够全身心投入科研与教学工作中,无需为琐事分心。

在这里,黄永盛仿佛找到了属于自己的舞台,他的每一个想法都能在这里找到生根发芽的土壤。

采访结束后,黄永盛带领我们参观了中山大学理学院,他的语气中洋溢着自豪与激情。在这里,他将继续引领世界第一台伽玛光子对撞机的研发工作,开创科研新篇章。

他说,“我们期望以此为基础,推动中山大学理学院在粒子物理、核物理、凝聚态物理、光学以及理论物理等多个学科领域取得突破。”同时,黄永盛团队也将开展与深圳二次开发产业密切相关的产业化研究,助力科研成果的落地转化。

“物理研究不应仅停留于理论层面,而应照亮现实,服务于民生。”正是带着这份坚定的信念,黄永盛在二十多年的科研生涯中,于基础物理的微观世界与癌症治疗、同位素药物国产化等民生需求之间,搭建起了一座坚实的桥梁。

暮色降临,校园里实验室的灯光陆续亮起。那里,有未完成的碰撞数据、有待验证的量子理论,更有黄永盛对“科研报国”最真挚的诠释。当伽玛光子对撞机的宏伟蓝图与深圳的创投热潮相遇,或许正预示着一个新时代的科学传奇即将诞生。

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