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重启仁科暑期学校(Nishina School)学术交流项目!

2023年是北京大学的“国际战略年”,同时也是疫情结束后的元年,时隔四年,一年一度的仁科暑期学校(Nishina School),终于在今年恢复举办!

2023年,开幕式合影

日本理化学研究所(简称“理研”,英文缩写“RIKEN”)始建于 1917 年,是日本国内最重要的自然科学领域综合性研究所之一。暑期学校的举办地在其位于和光市的本部,研究所内主要有大型加速器设备、脑科学研究中心、环境资源研究中心等。理研在近百年的历史中涌现出以汤川秀树、朝永振一郎、野依良治等诺贝尔奖获得者为代表的一大批知名科研人员,还有例如发现了 113 号新元素 Nihonium(Nh)等科研成果。

仁科中心(RIKEN Nishina Center, RNC)是RIKEN在日本琦玉县和光市本部的下属研究机构之一。Nishina School 最初是在2008年由 RNC 和北大核物理基地合作创办的学术交流项目,在 2012 年和 2016 年韩国首尔大学和香港大学也分别加入此项目。

该项目旨在强化亚洲地区学校、研究所的科研合作关系,激发学生对核物理科学的兴趣,并注重学生对基本知识的学习和实验技能的掌握。

仁科暑期学校的学术交流项目,一般为期两周,包括基础理论知识的课堂传授、分组科学实验和总结报告三部分。

今年暑假期间,在张艳席老师的带领下,北京大学物理学院技术物理系2023级新生边佳伟、陈佳炜、杜泽宇、高乐耘、严周在日本理研圆满完成了此次的学术交流!

这一次除了北京大学、首尔大学、香港大学、日本立教大学、日本埼玉大学的本科生和低年级研究生外,参加活动的还有来自美国菲利普艾斯特中学的三名高中生。理研的Hironobu Ishiyama教授主持了本次活动,在其介绍课程中还细心地告知了同学们在日本生活和学习的注意事项,耐心地解答了同学们的各种疑问。

石山博恒(Hironobu Ishiyama)教授主持本次活动


第一周为基础理论知识的课堂传授,在讲座中包括了很多问答环节,学员可以随时提出问题,而老师耐心地进行回答。全英文的授课、问答方式,不仅让同学们接触到了最前沿的核物理知识,还锻炼了同学们英文交流表达的能力。在互动中师生间增进了了解,学员也对基础知识有了进一步掌握和将要进行的实验做好了必要准备。

此次,张艳席老师代表北京大学做了强子物理的介绍课程和 LHCb 上近 20 年 exotic 强子态寻找及 CP 破坏研究的综述报告,首尔大学的 Seonho Choi 老师作了核物理基础讲座和反应截面理论公式和实验公式内涵的生动解读,理研的T. Isobe 老师为大家介绍了探测器和信号处理的基础知识,Shunji Nishimura老师为大家介绍了核物理与宇宙学交叉课题的研究工作。

第二周主要为分组科学实验,也是学术交流项目的重点和亮点。同学们运用已经学到的知识,在老师的讲解和带领下进行实验方案设计、仪器搭建、数据获取、数据分析处理,在思考与讨论中发现并解决遇到的问题。

本次实验中的六个小组轮流使用一台 2 MeV 的小型质子加速器,使用不同的靶核或不同的测量方法研究核反应12C(p, γ)13N,10B(p, αγ)7Be,27Al(p, pγ)&(p, αγ) 和9Be(p, γ)10B。加速器启动前,辐射强度监测设备已经就位,这是实验安全的重要保障。每组需要在正式测量前使用两个标准放射源对闪烁体探测器和多道分析器进行刻度,选定合适的放大倍数以确定最佳测量区间,并保证探测器、放大器的可调参数在实验全过程中不发生改变。在探测器采集数据的同时,每组有一名同学负责定期记录入射电流,减小入射流强的变化导致的实验误差。探测器效率、反应分支比等实验参数由小组合作查阅文献和请教专业人士得到,结合权威文献中给出的反应截面计算了目标事例产出(yield)的预测值,与本次实验测量结果进行了定量比对,在基本能验证前人结果的基础上,有的小组还发现了许多有意思的现象,并引发了热烈的讨论。


同学在老师的带领下使用2 MeV 的小型质子加速器


活动的最后一天,同学们会对所做的实验基础训练和大实验进行了总结性的汇报,充分展现了自己学到的知识,通过对实验结果的讨论,对科学研究的整个过程有了更深刻的认识。在报告完成后,主办方代表会为每位学员颁发了结业证书,并宣布本期仁科学校暑期交流项目圆满结束。

本次活动中,边佳伟、陈佳炜、杜泽宇、高乐耘、严周同学分别对自己的实验结果做了总结汇报。

主持人Hironobu Ishiyama教授强调,这样的学术交流是刚刚接触科研的同学们了解前沿课题和设备的难得机会,也是感受不同国家和地区文化差异的大好时机。活动中同学们尊重日本当地的文化和礼仪,认真遵守了实验和住宿场所的相关规定。日本的同学热情地介绍了日语中不同表达的尊敬程度,也尽力讲解了令初见者费解的日语数字用法,同学们收获了丰富的课外知识。活动的最后,主办方表示同学们的一些研究工作,经过详细严谨的思考和论证后,可能就成为了新的科学发现和重要科学论文的来源。最后一课的 PPT 上列出了众多近代物理未解之谜,主办方对同学们未来的研究工作寄予了厚望。

衷心祝愿北京大学核物理基地和RIKEN的交流合作进一步发展,产生出更多杰出的科研成果,也祝愿Nishina School越办越好!

让我们共同期待下一期,2024年再聚首!


特别鸣谢:

1. 吴婧老师与日方沟通并完成前期准备工作;

2. 2019 年 Nishina School 学员阳黎升同学为团队提供了交通和生活等方面的指导;

3.在日本东京大学和高能加速器机构(KEK)工作的王子涵同学在日本迎接了团队并帮助办理了交通卡;

4. 理研 Nishina Center 及 Sakura House 的工作人员为团队提供了食宿等方面的大力支持和帮助。