為探索宇宙本源提供更先進(jìn)的技術(shù)手段
——記中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系教授劉樹彬

王 軍

劉樹彬在2017年度安徽省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)授獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)

從求學(xué)到工作，劉樹彬一直沒離開過中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“中科大”）近代物理系，他是核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（高能物理研究所、中科大聯(lián)合）的骨干成員。許多人都知道，中科大是一所著名的學(xué)府，但對(duì)近代物理學(xué)做什么研究，卻不是很清楚。所以談及所從事的工作，劉樹彬總得先介紹一番近代物理學(xué)是一個(gè)怎樣的存在。

“‘Modern physics’一詞在清末民初傳入中國(guó)，所以被譯成‘近代物理’，國(guó)內(nèi)物理學(xué)家們就沿用了這個(gè)翻譯，包括中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，當(dāng)然現(xiàn)在有的學(xué)校也稱其為‘現(xiàn)代物理’，研究范圍涵蓋理論物理、粒子物理與原子核物理、等離子體物理、原子分子物理、核電子學(xué)等。我的方向是核電子學(xué)，與實(shí)驗(yàn)物理相關(guān)，是在大物理背景下，研究、借鑒各種先進(jìn)電子學(xué)技術(shù)，解決物理問題，涉及集成電路芯片及大規(guī)模電子學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與集成。我的工作就是：瞄準(zhǔn)物理學(xué)的前沿研究，為它們提供支撐服務(wù)，在理論物理學(xué)家提出想法后，和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家們一起幫著實(shí)現(xiàn)。就像一個(gè)大食府，前面有大廚料理，而我就相當(dāng)于在后廚處理食材的?！眲浔蛐χf。

書本上的知識(shí)活了

本科能考入中科大，在劉樹彬看來是一種運(yùn)氣。他說，一直以來他并不是那種特別聰明的學(xué)生，只是比較用功。那個(gè)時(shí)候沒現(xiàn)在這么多競(jìng)賽、培訓(xùn)班，完成了作業(yè)就有很多空余時(shí)間。一道題可能別人做完就行了，他就想著能不能用不同方法求解，有沒有漏洞。這份細(xì)致，也許對(duì)他近年來從事包括空間探測(cè)之類的大科學(xué)工程不無裨益。因基礎(chǔ)扎實(shí)，在高三的一次摸底考試中，他在青島市名列前茅。正是因?yàn)檫@次考試，中科大的招生老師找上門動(dòng)員他報(bào)考。當(dāng)時(shí)無知無畏的劉樹彬，見是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)邀請(qǐng)，便興奮地報(bào)了名。當(dāng)時(shí)信息匱乏，由于是“中”字打頭，他還一度以為這所大學(xué)在北京?！捌鋵?shí)我當(dāng)年最終的高考發(fā)揮并不太好，按從高到低去排名，我不一定能上這所學(xué)校，但因?yàn)橛蓄A(yù)先的承諾，只要達(dá)到相對(duì)較高一個(gè)分?jǐn)?shù)就可以，所以還是幸運(yùn)地考上了。”劉樹彬說。多年后，尤其自己也承擔(dān)了招生工作后，他更加理解了中科大這種承諾的可貴。

1993年開學(xué)季，劉樹彬坐火車到了合肥，辦了入學(xué)手續(xù)，開啟了在近代物理系從本科到博士的求學(xué)路。

在中科大求學(xué)多年，對(duì)學(xué)?！叭恨k校、所系結(jié)合”的辦學(xué)方針，“紅專并進(jìn)，理實(shí)交融”的校訓(xùn)，教學(xué)與科研相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合的鮮明特色，劉樹彬深有體會(huì)。“拿我們近代物理系來說，既有理論物理，又有實(shí)驗(yàn)物理，也有核電子學(xué)，學(xué)科齊全。有國(guó)外著名實(shí)驗(yàn)室的專家參觀、訪問后感慨：全世界的大學(xué)里像中科大這樣，理論物理學(xué)家、實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家、核電子學(xué)家聚在一起，可以充分交叉交流做研究的可以說是絕無僅有。”

在這種氛圍中，早早接觸科研與實(shí)踐，對(duì)于劉樹彬就成了很自然的事。彼時(shí)中科大的本科學(xué)制為5年，大學(xué)三年級(jí)時(shí)他就加入實(shí)驗(yàn)室“快電子學(xué)”團(tuán)隊(duì)，跟著導(dǎo)師參與了一些科研工作。印象深刻的是給日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)（KEK）的BELLE實(shí)驗(yàn)做電子學(xué)插件，當(dāng)時(shí)他的感受是書本上那些知識(shí)活了。大學(xué)四年級(jí)提前保研，中科大國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室的加速器二期工程需要做束流控制，在導(dǎo)師和師兄的帶領(lǐng)下，他參與到這件事中。后來，劉樹彬還與華為公司合作開展總線傳輸、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀等的設(shè)計(jì)工作，并一直延續(xù)到博士畢業(yè)。做實(shí)驗(yàn)多，設(shè)計(jì)實(shí)踐機(jī)會(huì)多，通過參與這些工作，他學(xué)到了不少有意思的新知識(shí)。

在個(gè)人能力不斷提升的同時(shí)，劉樹彬也在考慮自己畢業(yè)后的出路。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)大科學(xué)裝置不多，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究的投入也沒現(xiàn)在這么大力度，這種情況下在本專業(yè)繼續(xù)走下去可能前景不樂觀。當(dāng)然劉樹彬也可以到華為工作，雖然自己本專業(yè)與通信專業(yè)有差距，但有了合作期間打下的基礎(chǔ)，改行也不難。但這究竟是不是自己真正想做的？劉樹彬陷入糾結(jié)。

舉棋不定中，安琪教授幫他找到了要走的路。當(dāng)時(shí)中科大在“北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)升級(jí)改造工程”中參加了第三代北京譜儀（BES Ⅲ）的研制工作，是國(guó)內(nèi)唯一承擔(dān)探測(cè)器和電子學(xué)硬件研制任務(wù)的大學(xué)，由剛從美國(guó)回來的安老師負(fù)責(zé)。他找到劉樹彬，想讓他參與負(fù)責(zé)子課題“飛行時(shí)間探測(cè)器讀出電子學(xué)系統(tǒng)”。舍不下多年所學(xué)，又對(duì)這項(xiàng)工作感興趣，劉樹彬決定留校并很快投入課題的攻關(guān)中。也是從那時(shí)起，劉樹彬真正邁入了近代物理研究的大門。此后，隨著高海拔宇宙線觀測(cè)站、暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星、散裂中子源等國(guó)內(nèi)大科學(xué)工程、裝置的不斷涌現(xiàn)，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究投入的不斷增多，劉樹彬所學(xué)有了更廣闊的用武之地，在近代物理研究這條路上，他也越走越遠(yuǎn)。

向相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)介紹實(shí)驗(yàn)室成果

為“悟空”裝上“火眼金睛”

從2002年留校至今，靠著務(wù)實(shí)與努力，劉樹彬從近代物理系的講師成長(zhǎng)為教授，并成為首批國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者，2020年又獲得國(guó)家杰出青年科學(xué)基金資助。作為第一位獲得核電子學(xué)領(lǐng)域杰青資助的幸運(yùn)兒，劉樹彬并未覺得自己有多強(qiáng)，他認(rèn)為主要是趕上了好時(shí)候，國(guó)家加大對(duì)基礎(chǔ)科研的投入，一批大科學(xué)工程對(duì)核電子學(xué)有了迫切的需求，使自己的所長(zhǎng)得到了發(fā)揮和充分展示。在他看來，這件事更大的意義在于，破除“四唯”后，讓那些“把論文寫在祖國(guó)大地上”的核電子學(xué)研究者看到了希望。

將近20年的時(shí)間里，劉樹彬在新型探測(cè)器及前端電子學(xué)方法、高精度時(shí)間測(cè)量、高速高精度模數(shù)變換、空間科學(xué)載荷高可靠性電子學(xué)等方面開展研究。他先后承擔(dān)了數(shù)項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上和重點(diǎn)項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)科技專項(xiàng)課題等，研究領(lǐng)域從地面擴(kuò)展到空間。

尤其作為主任設(shè)計(jì)師，劉樹彬承擔(dān)了暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”號(hào)唯一有效載荷的關(guān)鍵分系統(tǒng)——BGO量能器的研制工作。劉樹彬介紹，暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)中首批確定的5顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，也是我國(guó)科學(xué)衛(wèi)星系列的首發(fā)星，其科學(xué)目標(biāo)是通過更高的能段和更好的分辨率觀測(cè)高能電子和伽馬射線尋找和研究暗物質(zhì)粒子，并有望在宇宙射線起源和伽馬射線天文學(xué)方面取得重大進(jìn)展。該衛(wèi)星有效載荷包括塑閃陣列探測(cè)器、硅陣列探測(cè)器、BGO量能器、中子探測(cè)器4個(gè)分系統(tǒng)，其中最核心、最關(guān)鍵的就是BGO量能器。它主要負(fù)責(zé)測(cè)量宇宙射線的能譜，通過高能電子或伽馬能譜測(cè)量來實(shí)現(xiàn)該衛(wèi)星的核心探測(cè)功能——尋找暗物質(zhì)粒子?？梢哉f，BGO量能器是“悟空”能否發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子的“火眼金睛”。為確保BGO量能器研制成功，首席科學(xué)家常進(jìn)院士首先想到的就是帶領(lǐng)紫金山天文臺(tái)的骨干回母校找近代物理系，因?yàn)槟抢镉袊?guó)內(nèi)在此方向最完整的探測(cè)器與核電子學(xué)研制隊(duì)伍。由于有著北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)等大科學(xué)工程的經(jīng)歷，也參加了“嫦娥”“墨子”號(hào)等航天工程的前期預(yù)研和培訓(xùn)，幾經(jīng)醞釀，劉樹彬被推舉成為BGO量能器分系統(tǒng)的主任設(shè)計(jì)師，帶領(lǐng)探測(cè)器和核電子學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行攻關(guān)。

為滿足整星的指標(biāo)，劉樹彬首先帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了決定科學(xué)目標(biāo)成敗的三大關(guān)鍵技術(shù)之一——BGO晶體大動(dòng)態(tài)范圍讀出。而后歷經(jīng)4年奮戰(zhàn)，他們克服航天任務(wù)技術(shù)難度大、質(zhì)量要求高、工程進(jìn)度緊等重重困難，順利完成方案樣機(jī)、初樣鑒定件和正樣飛行件的研制。飛行件通過驗(yàn)收后，產(chǎn)品于2015年12月17日隨“悟空”成功發(fā)射并交付科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。

“悟空”在軌運(yùn)行中，不僅首次直接測(cè)量到了電子能譜在TeV處的拐折，印證了以往的間接測(cè)量結(jié)果，還觀測(cè)到了電子宇宙射線能譜在約1.4TeV處的尖峰，符合了比較熱門的暗物質(zhì)“弱相互作用重粒子”解釋?！叭绻渌蒲袌F(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也能證明這個(gè)現(xiàn)象，就可能證實(shí)這種暗物質(zhì)候選粒子的存在跡象。這次科研發(fā)現(xiàn)意義非常巨大，因?yàn)檫@個(gè)裝置不是跟在別人后面做的，是中國(guó)科學(xué)家自己的創(chuàng)新和突破?？梢哉f是具有目前在軌最高的觀測(cè)能段、最好的能量分辨率、最強(qiáng)本底抑制水平的裝置，所以才能幫助物理學(xué)家測(cè)出最優(yōu)的能譜?！眲浔蛘f。

因成果意義顯著，BGO量能器項(xiàng)目獲得安徽省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2017年度），暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)也先后獲得“2018年度中國(guó)科學(xué)院杰出成就獎(jiǎng)”“中國(guó)科學(xué)院‘十二五’突出貢獻(xiàn)團(tuán)隊(duì)”等一系列表彰。對(duì)劉樹彬來說，比起獲獎(jiǎng)更讓他感到有意義的是能有機(jī)會(huì)參與到這件事上來?！捌鋵?shí)地面的工程經(jīng)驗(yàn)與航天工程經(jīng)驗(yàn)有很大差距，探索如何讓地面實(shí)驗(yàn)中成功的探測(cè)器和電子學(xué)穩(wěn)定可靠地在天上運(yùn)行，這給了我完全不同的體驗(yàn)?！眲浔蛘f。

與“悟空”BGO量能器團(tuán)隊(duì)部分成員交流

做科研要全力以赴

談起所在的“快電子學(xué)”團(tuán)隊(duì)，劉樹彬會(huì)不自覺地洋溢出自豪：“我們各有分工，雖然每個(gè)人有自己的主攻方向，但是大家經(jīng)常在一起討論，甚至激烈地去討論，團(tuán)隊(duì)的氛圍很開放。印象很深的是，當(dāng)年做BES Ⅲ的時(shí)候，我常跟安老師為技術(shù)細(xì)節(jié)爭(zhēng)論，以至于路過我們辦公室門口的人都會(huì)瞅一眼，以為兩人這是怎么了。團(tuán)隊(duì)倡導(dǎo)無論對(duì)錯(cuò)都要把自己的觀點(diǎn)講出來，沒有職位、輩分之分，也沒有必須得是誰服從誰，不唯‘上’只唯‘真’?！?/p>

這支培養(yǎng)了目前國(guó)內(nèi)核電子學(xué)領(lǐng)域所有“優(yōu)青”的團(tuán)隊(duì)，在核與粒子物理的探測(cè)器讀出電子學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取方面極具功底。依托核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)在快電子學(xué)、高精度時(shí)間測(cè)量、快脈沖波形數(shù)字化、大規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面，在國(guó)內(nèi)外享有盛譽(yù)，并且積累了豐富的大科學(xué)工程經(jīng)驗(yàn)，開創(chuàng)了特色的實(shí)驗(yàn)方法。通過把握國(guó)際新探測(cè)技術(shù)和電子學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，并結(jié)合自身特色，團(tuán)隊(duì)一直走在國(guó)內(nèi)核電子學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的前列。

強(qiáng)大團(tuán)隊(duì)的助力，給了劉樹彬在核電子學(xué)領(lǐng)域摸爬滾打的勇氣。而師長(zhǎng)、前輩的言傳身教，則讓他的科研精神層次獲得了一次次提升。

劉樹彬說，自己很幸運(yùn)在每個(gè)時(shí)期都能遇到指引自己的好老師、好前輩。小時(shí)候，是同為教師的父母教給他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度；高中時(shí)，是班主任、是招生老師，引導(dǎo)他報(bào)考了中科大；大學(xué)三年級(jí)時(shí)，是班主任葉邦角老師建議他選擇了核電子學(xué)方向；在實(shí)驗(yàn)室做科研時(shí)，導(dǎo)師安琪老師總是沖在前面，帶著他一起焊接、一起調(diào)試、一起寫代碼、一起分析問題、在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)一起打地鋪……安老師讓他看到了科研工作者身上腳踏實(shí)地的科研品質(zhì)，也是安老師的當(dāng)機(jī)立斷，讓他在博士畢業(yè)時(shí)堅(jiān)定地選擇了科研這條路。

還有一些前輩，雖然沒有直接做過他的老師，但也用他們對(duì)工作的敬業(yè)、對(duì)科研的熱愛深深影響著劉樹彬。

“王硯方老師是快電子學(xué)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)建者，雖然沒有直接帶過我，但卻用行動(dòng)影響了我。他永遠(yuǎn)保持著學(xué)習(xí)的熱情，現(xiàn)在八十幾歲了，仍是天天到實(shí)驗(yàn)室。老一輩科學(xué)家的敬業(yè)精神讓我感觸很深?！眲浔蛱崞鸬倪€有中國(guó)科學(xué)院的常進(jìn)院士?！把兄啤蚩铡?hào)衛(wèi)星時(shí)，雖然他是首席科學(xué)家，但平時(shí)做實(shí)驗(yàn)、做設(shè)計(jì)時(shí)，他總跟我們?cè)谝黄鹩懻?、一起?yōu)化解決方案。包括衛(wèi)星上天后，要接收數(shù)據(jù)作分析，怕衛(wèi)星過境時(shí)沒在上班時(shí)間，所以晚上有通宵值班，為了在第一線掌握第一手資料他一定會(huì)給自己排夜班?！眲浔蛘f，“我覺得凡是成功的科學(xué)家，從上到下頂天立地，知識(shí)掌握得很全面。常院士就是這樣，從空間天文到探測(cè)器硬件到電子學(xué)，他都非常清楚。高能物理所所長(zhǎng)王貽芳院士也是這樣，做北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的時(shí)候，王院士負(fù)責(zé)整個(gè)工程。他不僅對(duì)物理目標(biāo)有著清晰的認(rèn)識(shí)，而且對(duì)偌大加速器裝置上每一處部件的性能參數(shù)了如指掌，甚至對(duì)譜儀上各探測(cè)器的電子學(xué)細(xì)節(jié)也明察秋毫。在他那里你藏不住任何東西，他督促著你，讓你沒有可以打馬虎眼的機(jī)會(huì)。那時(shí)我剛畢業(yè)，他給我立了一個(gè)標(biāo)桿：跟著他，只能用全力把工作做到最好，也自然地做一件事就成功一件?！?/p>

劉樹彬慶幸在這么好的時(shí)代，有一群這么好的科學(xué)家認(rèn)真地在做事，更幸運(yùn)的是自己有幸跟他們一起共事。因?yàn)榘駱拥牧α?，所以即使突發(fā)的困難讓他焦慮到整晚睡不好，壓力大到半夜不停地說夢(mèng)話，但第二天起來，他仍然會(huì)選擇繼續(xù)走下去，跟那些難題死磕到底。堅(jiān)持不僅帶來了問題的解決，更讓他獲得了極致的快樂，也是這種快樂讓他更執(zhí)著于科研這條路。

響應(yīng)國(guó)家號(hào)召大膽創(chuàng)新

為前沿物理學(xué)家提供更好的方法、更先進(jìn)的技術(shù)手段，是劉樹彬孜孜以求的目標(biāo)。為全力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，他馬不停蹄奔波在探索的路上。

“悟空”號(hào)在軌穩(wěn)定運(yùn)行后，受國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)領(lǐng)頭人趙政國(guó)院士指派，劉樹彬又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)加入PandaX合作實(shí)驗(yàn)中，與上海交通大學(xué)的季向東、劉江來等科學(xué)家一起，試圖在位于四川錦屏山的極深地下實(shí)驗(yàn)室建造新型低本底探測(cè)器，對(duì)太陽軌道附近的暗物質(zhì)粒子進(jìn)行直接探測(cè)。在科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“基于惰性氣體探測(cè)器的直接暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目支持下，研究工作被分解為4個(gè)課題，劉樹彬承擔(dān)了其中課題三——“低本底電子學(xué)系統(tǒng)研發(fā)”的任務(wù)?！斑@個(gè)課題主要是開展高集成度、低功耗的電子學(xué)設(shè)計(jì)研究，以及微弱信號(hào)的測(cè)量誤差優(yōu)化研究。讀出電子學(xué)為粒子物理、核物理的實(shí)驗(yàn)研究提供了必需的方法和手段，所以課題三對(duì)其他幾個(gè)課題有重要的支撐作用。”劉樹彬介紹。

為完成高壓氙氣TPC的Micromegas探測(cè)器約6000路通道的極低本底讀出設(shè)計(jì)，同時(shí)解決系統(tǒng)級(jí)同步及數(shù)字觸發(fā)等問題，劉樹彬帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展了基于低功耗、高集成度ASIC的前端電子學(xué)設(shè)計(jì)，完成了低本底、高集成度前端電子學(xué)的噪聲和測(cè)量誤差優(yōu)化，高精度波形數(shù)字化信號(hào)讀出等一系列研究，2021年下半年裝置就將在錦屏極深地下實(shí)驗(yàn)室安裝運(yùn)行。

粒子物理的發(fā)展對(duì)下一代探測(cè)器的性能提出了新的需求，物理學(xué)家們開始考慮利用粒子的多重噴注中動(dòng)量和能量的測(cè)量來研究極其稀有的復(fù)雜事例。包括歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)、中國(guó)新一代高能環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)等未來大型加速器粒子物理實(shí)驗(yàn)都對(duì)量能器提出了新的要求，即能對(duì)物理事件中的各個(gè)噴注的能量分別進(jìn)行精確重建和測(cè)量，甚至希望追蹤每個(gè)次級(jí)粒子的徑跡。研制具有極細(xì)顆粒度、可以對(duì)簇射形狀進(jìn)行精細(xì)測(cè)量的成像型量能器成為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)的關(guān)鍵。結(jié)合BGO量能器及以往其他研究的經(jīng)驗(yàn)，劉樹彬開展了一系列技術(shù)探索。

在領(lǐng)銜的國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“成像型電磁量能器關(guān)鍵技術(shù)研究”中，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研，調(diào)研各種可行的技術(shù)路線，進(jìn)行探測(cè)器選型及相應(yīng)的讀出電子學(xué)設(shè)計(jì)，并組成原理樣機(jī)，進(jìn)行宇宙線、加速器束流實(shí)驗(yàn)。通過開展這些研究，劉樹彬期待實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)：掌握模擬式、數(shù)字式成像型電磁量能器的設(shè)計(jì)方法，為我國(guó)未來加速器物理實(shí)驗(yàn)或空間粒子物理實(shí)驗(yàn)中電磁量能器設(shè)計(jì)提供可能的技術(shù)選項(xiàng)，為培養(yǎng)熟悉此領(lǐng)域研究工作的優(yōu)秀人才貢獻(xiàn)一份力量。

2019年年底，在國(guó)家自然科學(xué)基金委組織的數(shù)理科學(xué)部重點(diǎn)類項(xiàng)目中期檢查會(huì)議上，鑒于該項(xiàng)研究的突出進(jìn)展，專家組給予了“優(yōu)秀”的考評(píng)結(jié)論。

鑒于當(dāng)前的國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，高能環(huán)形正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)等大科學(xué)工程也許難以在短期立項(xiàng)。劉樹彬認(rèn)為，核電子學(xué)界除了做一些前沿的技術(shù)預(yù)研和儲(chǔ)備，還可以針對(duì)國(guó)家的重大需求，結(jié)合自身強(qiáng)項(xiàng)主動(dòng)開展一些應(yīng)用研究工作。例如，環(huán)境中天然存在由高能宇宙線經(jīng)大氣簇射產(chǎn)生的繆子，利用其強(qiáng)穿透性，可以將它作為一種非破壞性“探針”，用于火山地質(zhì)勘測(cè)、大型遺址無損考古、反應(yīng)堆運(yùn)行監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。日本和法國(guó)前幾年就聯(lián)合利用這種技術(shù)對(duì)埃及金字塔內(nèi)部做過成像，引起了較大關(guān)注，但歐美國(guó)家在這些方面對(duì)我國(guó)長(zhǎng)期實(shí)施技術(shù)封鎖，國(guó)內(nèi)目前在這方面還處于非常早期的階段。天然宇宙線繆子存在通量低、統(tǒng)計(jì)特征不明顯等特點(diǎn)，需要大面積、高效率、高分辨率的探測(cè)器和高集成度的讀出電子學(xué)，基于核探測(cè)與核電子學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在微結(jié)構(gòu)氣體探測(cè)器和大規(guī)?？蓴U(kuò)展讀出電子學(xué)方面的積累，在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，劉樹彬已推動(dòng)中科大團(tuán)隊(duì)在這方面邁出了堅(jiān)實(shí)的步伐，目前已經(jīng)研制了一臺(tái)原理樣機(jī)，下一步希望尋找一個(gè)合適的火山在2021年開展成像研究。

談到肩上的任務(wù)，劉樹彬坦言：“雖然過去在某些方向取得了一點(diǎn)成績(jī)，但隨著國(guó)家持之以恒加強(qiáng)基礎(chǔ)研究投入，近代物理學(xué)科對(duì)核電子學(xué)的需求越來越多，擔(dān)子越來越重。同時(shí)，和國(guó)內(nèi)很多研究領(lǐng)域類似，我們和國(guó)際先進(jìn)水平還是有一定差距的，也面臨很多‘卡脖子’技術(shù)問題。作為研究型大學(xué)的一員，除了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召大膽創(chuàng)新、努力攻關(guān)，也要發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)更多、更優(yōu)秀的新人掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，并傳承發(fā)揚(yáng)老一輩科學(xué)家的精神?！?/p>

任重道遠(yuǎn)，劉樹彬?qū)⑷σ愿啊?/p>