为国际大科学而生: 2017年诺奖得主巴里什小传

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为国际大科学而生

2017年诺奖得主巴里什小传

文|贺飞（北京大学）

2017年诺贝尔物理学奖得主巴里·巴里什（Barry C. Barish），美国加州理工学院Ronald andMaxine Linde物理荣休教授，，是前LIGO（the LaserInterferometer Gravitational-wave Observatory）主任。在1990年代后期到2000年代早期，他一直致力于推动LIGO转型发展为今天的国际大科学合作项目。

2016年2月11日， LIGO首次宣布此前于2015年9月14日人类利用臂长达4公里的激光干涉仪首次直接探测到了来自离我们13亿光年的两个黑洞合并事件造成的引力波。这一发现不仅直接验证了爱因斯坦100多年前广义相对论的预言和引力波的存在，还开启了人类对强引力、随时间变化的引力以及黑洞的直接观测，打开了认识宇宙的一个新窗口，必将推动引力波天文学的发展。

巴里什于1936年1月27日出生于美国内布拉斯加州奥马哈市（Omaha）,童年生活在洛杉矶市。他于1957年在伯克利加州大学大学获得物理学学士学位，1962年获得该校ide实验粒子物理博士学位。1963年，他作为研究人员（research fellow）加入加州理工学院，1966年成为该校的助理教授，1969年任副教授，1972年任该校物理学教授，1991年受聘担任该校the Ronald and Maxine Linde物理学讲席教授，2005年担任Linde荣休教授。

在其早期科研生涯中，巴里什在费米实验室（Fermi Lab）首次完成了高能中微子束实验,实验证明了核子（质子或中子）的夸克结构，为诺奖得主格拉肖等人（Sheldon Glashow,AbdusSalam, and Steven Weinberg）的弱电统一理论的模型提供了关键证据。

继中微子实验后，巴里什与加州理工同事Charles W. Peck (该校64届博士)一道成为一项致力于寻找磁单极子(magnetic monopoles)的大型国际合作项目领导者之一。磁单极子是指一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质，提出超过100多年。

大统一理论（Grandunified theories）预测了超重磁单极子的存在。该理论认为，这种磁单极子的质量将是质子质量的1亿亿倍。他们的这一实验称为MACRO(Monopole, Astrophysics and Cosmic Ray Observatory),位于意大利的格兰萨索（Gran Sasso）国家实验室的3200英尺地下。尽管他们的实验并没有找到磁单极子，至今全球科学家仍在不懈地继续寻找。MACRO为中微子有质量提供了关键的证据。

巴里什同时还是设计伽马电子介子探测器的（Gamma Electron Muon，GEM)的共同领导者之一，该装置也是当时计划建于德克萨斯州的超导超级对撞机（SuperconductingSuper Collider）的两个大型探测器之一。但不幸的是，对撞机项目于1993年被美国国会叫停，其主要团队被整合到瑞士日内瓦的大型强子对撞机探测器项目（the Large Hadron Collider，LHC)。1994年起，巴里什成为LIGO项目的一名PI（principal investigator），1997到2005年任LIGO项目主任，领导了LIGO的最后关键设计阶段。在他出色的领导下，LIGO项目获得美国科学基金会的资助，在华盛顿州和路易斯安那州同时建造了两台姊妹LIGO装置,并于1997年建成。1997年，巴里什创建了LIGO大科学合作项目（LSC)，组织来自全球19个国家和地区100多家机构的1200多名科学家一道开展寻找引力波的工作。随后，他又参与指导了先进LIGO (Advanced LIGO)项目书的策划和撰写，并最终获得批准。这一项目对原有LIGO设施进行了升级，极大地提升监测灵敏度。这台设施投入运行后不久，就成功捕捉到“宇宙涟漪”。

在LIGO之后，巴里什成为另一国际大科学合作项目ILC(theInternational Linear Collider)的主任，他领导该项目团队在2006-2013年间规划、设计和实施了ILC项目。ILC项目是由国际未来加速器委员会(ICFA)发起的一项大规模的国际合作计划项目，也是继国际热核聚变实验反应堆(ITER)计划启动之后人类又一项大规模的国际合作计划项目。

其拟议中的直线对撞机是一台超高能量的正负电子对撞机，它由两台大型超导直线加速器组成，首期目标是分别将正负电子加速到2500亿电子伏特的能量，质心系能量达到5000亿电子伏特，将建造在总长约30公里的地下隧道里，涉及大量最先进的加速器技术、探测器技术及其他通用高科技技术。ILC的威力将远远超过以往任何一台正负电子对撞机，让物理学家有能力深入研究 LHC 的任何一项新发现。目前，来自全世界300多个实验室和大学的1600多名科学家和工程师，正致力于ILC的设计及探测器的研发，这些探测器将用来分析ILC中正负电子对撞的产物。

巴里什2003到2009年间任职于国家科学委员会（the NationalScience Board），是该咨询委员会24名成员之一，为NSF以及美国总统和国会提供教育和科技方面的决策咨询。2001年，他当选美国高能物理咨询委员会分会（High Energy PhysicsAdvisory Panel subpanel）的共同主席，为美国高能物理发展制定长期规划。

他还是同时担任粒子和场物理委员会（the Commission on Particles and Fields）以及国际纯粹和应用物理协会美国联络委员会（ the U.S. Liaison Committee to the International Union of Pure andApplied Physics）主席。

巴里什还是美国科学院院士、美国艺术与科学院院士、美国科学促进会会员（AAAS），曾担任美国物理学会主席（会员）。2002年，他获得美国物理教师协会的Klopsteg Memorial Lecture 奖；2016年，获得意大利物理学会的the Enrico Fermi奖。2017年，他获得Henry Draper奖章，同时获奖的还有Stan Whitcomb (加州理工73届学士，LIGO实验室首席科学家)。2017年获得the Princess of Asturias科技研究奖，同时获得该奖的还有KipS.Thorne (加州理工62届学士，2017年诺奖得主，加州理工Richard P. Feynman理论物理荣休讲席教授)和Rainer Weiss（MIT教授，2017年诺奖得主）以及LSC团队。他还获得2017年欧洲物理学会的Giuseppe and Vanna Cocconi奖，以及中国复旦大学的复旦-中植科学奖，这两项奖励都是和Thorne及Weiss一起获得，他们3人最终分享了2017年度诺贝尔物理学奖。他还曾获得意大利博洛尼亚大学、美国佛罗里达大学以及英国格拉斯哥大学的名誉博士学位。

参考文献：https://mediaassets.caltech.edu/documents/50-biography-barish.pdf