在四川大涼山的深處,錦屏山巍峨聳立。地表之下2400米處,坐落著全球最深的地下實驗室——錦屏深地核天體物理實驗室。這里,宇宙線通量僅有地面水平的千萬分之一至億分之一,仿佛與外界的喧囂完全隔絕。南方科技大學(xué)物理系講席教授、中國原子能科學(xué)研究院研究員柳衛(wèi)平,每次前往實驗室,都要穿越一條約17公里長的隧道,在微弱燈光的指引下,抵達(dá)這片寧靜的科研圣地。“這里就像一條時間隧道,讓人仿佛回到宇宙誕生之初,一切都純凈而透徹。”他這樣形容自己的感受。
柳衛(wèi)平的研究目標(biāo),是核天體物理領(lǐng)域被稱為“圣杯反應(yīng)”的關(guān)鍵課題。這一反應(yīng)涉及碳到氧的轉(zhuǎn)變,決定了宇宙中碳氧含量的比例,對恒星演化、大質(zhì)量恒星最終命運、宇宙元素分布乃至生命起源的研究至關(guān)重要。然而,其具體機(jī)制至今仍是未解之謎。自2014年起,由他擔(dān)任首席科學(xué)家的錦屏深地核天體物理實驗項目(JUNA)團(tuán)隊正式啟動建設(shè),向這一科學(xué)高峰發(fā)起挑戰(zhàn)。
“我們利用加速器模擬迷你宇宙,探索復(fù)雜的天體現(xiàn)象。”柳衛(wèi)平介紹,這是國際上首次在深地實驗室開展“圣杯反應(yīng)”的直接測量,同時開啟了多項關(guān)鍵天體核反應(yīng)的實驗研究。經(jīng)過數(shù)年艱苦建設(shè)與技術(shù)攻關(guān),2020年,加速器成功出束;2021年底,基于該裝置的首批實驗成果發(fā)布,標(biāo)志著中國核天體物理實驗研究躋身世界先進(jìn)行列,成為全球第三個具備深地核天體物理研究能力的國家。目前,JUNA團(tuán)隊已完成多個關(guān)鍵核天體物理反應(yīng)測量,其中“圣杯反應(yīng)”的靈敏度達(dá)到歷史最高水平,距離揭開這一謎底僅一步之遙。
“明年年初,我們將使用改進(jìn)后的靜電加速器和更先進(jìn)的探測設(shè)備,再次向‘圣杯反應(yīng)’發(fā)起沖擊。”柳衛(wèi)平充滿期待地說,“如果成功,我們將首次獲得天體環(huán)境下的‘圣杯反應(yīng)’數(shù)據(jù),這將是科學(xué)史上的重要時刻。”
2022年,柳衛(wèi)平從工作多年的原子能院退休后,選擇加入南方科技大學(xué),開啟科研生涯的“再創(chuàng)業(yè)”。“大學(xué)里既有優(yōu)越的科研條件,又能直接培養(yǎng)學(xué)生,這種環(huán)境非常吸引我。”他說。南科大“敢闖敢試”的創(chuàng)新機(jī)制和充滿活力的學(xué)生群體,讓他迅速融入新的角色。入職第一個月,他便帶領(lǐng)團(tuán)隊在核物理領(lǐng)域發(fā)表了國內(nèi)少有的Nature亮點文章,揭示了古老恒星鈣豐度之謎,獲得國際同行高度評價。
在南科大,柳衛(wèi)平首次為本科生開設(shè)《亞原子物理前沿》課程,將復(fù)雜的核物理和天體物理知識以通俗易懂的方式傳授給學(xué)生。“給本科生上課的心血,不亞于評上院士。”他笑著說。為了讓學(xué)生理解艱深的內(nèi)容,他精心備課,采用分組討論、學(xué)生上臺講解等方式激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。他堅信,科研的價值不僅在于推動學(xué)術(shù)進(jìn)步,更在于培養(yǎng)人才。“科學(xué)研究的關(guān)鍵是培養(yǎng)人,尤其是從本科階段開始。”
柳衛(wèi)平對南科大本科生的自驅(qū)力印象深刻。他曾推薦一名本科生到江門中微子實驗室實習(xí),該學(xué)生憑借出色的表現(xiàn)取得了重要成果。“這些孩子只要有興趣,就會主動制定計劃并推進(jìn)研究,他們比上一代更有規(guī)劃,也更敢于表達(dá)。”
在科研道路上,柳衛(wèi)平始終銘記前輩的指引。他曾與李政道、楊振寧等物理學(xué)家交流,深受他們學(xué)術(shù)精神和家國情懷的影響。“我的碩士導(dǎo)師黃勝年院士、博士導(dǎo)師丁大釗院士,以及學(xué)術(shù)引路人白希祥老師,都在學(xué)術(shù)和精神上給予我深遠(yuǎn)影響。”他說,“1989年我從日本回國,正是受到他們愛國精神的感召。”
如今,柳衛(wèi)平希望將這種情懷傳遞給更多年輕人。作為亞洲核物理聯(lián)合會前任主席和中國核天體物理協(xié)會主席,他在深圳組織高水平學(xué)術(shù)會議,引進(jìn)海內(nèi)外優(yōu)秀人才,并指導(dǎo)青年教師獲得國家杰青、科學(xué)探索獎等榮譽。當(dāng)選院士后,他并未停下腳步,而是規(guī)劃了更清晰的科研藍(lán)圖:繼續(xù)推進(jìn)錦屏深地實驗室天體物理實驗裝置(JUNA)的二期建設(shè),并籌建先進(jìn)能源中心,整合物理、工程、人工智能等學(xué)科優(yōu)勢,助力大灣區(qū)科技創(chuàng)新。
“中國在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域都在不斷進(jìn)步。”柳衛(wèi)平說,“我們期待在原子核穩(wěn)定邊界、超重元素發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域取得突破,同時實現(xiàn)更高效、更清潔的核能利用,為人類星際探索和地球能源發(fā)展貢獻(xiàn)力量。”











