上交挑战杯四连冠　感受科创之路

编者按

大千宇宙，浩瀚长空，全纳入赤子心胸。惊世两弹，冲霄一星，尽凝铸中华豪情，霜鬓不坠青云志。寿至期颐，回首望去，只付默默一笑中。

“飞呀，你长大之后一定要当科学家，就像人家钱学森一样……”

妈妈把我抱在怀里的时候，经常念叨着这句话。她把我一抖一抖的抱着，好像这样就真的能让我像我的名字一样“高飞”。念叨着、念叨着，逐渐长大的我真的就顺了母亲的愿——我对科学的痴迷完全超越了同龄的孩子们。随着知识的增加，我对知识的渴求愈发热烈；了解得越多，不解和疑惑就越是爆炸般地增多。对于知识的极度渴求也让我变得与周遭有点格格不入。“去当科学家吧，那里有真科学，那里才属于我”，年少、有点孤独的我这样给自己设定了梦想。

感谢一路上的各位恩师，是老师们的引领与帮助，让我一窥物理世界的奇妙与精彩——在专属的小实验室里观察着新奇的物理实验现象，在高中的课余时间里疯狂地自学大学物理的基本内容。也感谢老师们的包容与理解，成就了现在的我。

我相信每一个刚步入大学的孩子，内心或多或少都会有一些迷茫。有人说“条条大道通罗马”，只要下决心，一定会达到。然而，敢于选择一条自己喜欢的“道路”又何尝不需要勇气。本科阶段刚开始时，我很迷茫——我以为进入大学就能没日没夜地研究粒子物理和宇宙学等自己感兴趣的物理问题，但当时交大物理系的研究重点在光学和凝聚态方向，我有些感慨，感觉自己也许没有站在正确的立场上。在我大二时，交大物理系开设了粒子物理专业，招来了季向东、刘江来和倪凯旋等数位海外教师，专攻“暗物质直接探测”实验项目。本来对粒子物理方向兴趣浓厚的我，立刻就被这个项目吸引了。之后我积极储备粒子物理相关的最新知识，同时也有幸加入了倪凯旋老师的研究团队，开始了自己的科研生活。

与大多数本科生一样，刚进入实验室时，我对即将面对的新领域、新科研生活充满了热情，但无从下手，因为不知道这满腔的热情应该用在什么地方。幸运的是，我遇到了一位认真负责的好导师——倪凯旋，倪老师善于因材施教，能够根据所带学生的不同特点而采取不同的教学模式，提供不同的研究课题，挖掘学生各个方面的潜力。刚进入实验室时，他便为我选定了合适的课题，使得那时还是本科二年级的我，很快就进入了很好的科研状态。

记得刚进入实验室时最先接触到的便是暗物质直接探测的基本原理，能接触到如此专业且深入的知识，我激动不已：“这不就是我一直以来梦寐以求的吗？”除此之外，实验室先进的数据处理方法也令我大开眼界。不管是一些新奇的手段、与国际接轨的知识，还是国际化的人才团队，实验室的一切都像磁铁一样紧紧地吸引着我，让我恨不得把所有的课余时间都花在实验上。苦和累好像也永远和我无关，量变终究会迎来质变。由于大二整个暑假我都泡在实验室，所以在大三一开始时，我就能够独立地完成一些数据的分析工作，在不断学习前人的分析结果之后，我开始逐渐解决一些实验过程中遇到的疑难问题。我发现实验数据中的每个事件波形内都包含了一些特殊的噪声信号，而合作组之前的数据分析工作中都忽略了对这种噪声信号的来源以及影响的研究。通过半年左右的分析和论证，我提出了一种可以解释这种噪声信号产生的物理机制：在探测暗物质的过程中，各种粒子会在液氙中产生光子和电子信号，这些信号被接收后可用于鉴别粒子的性质。然而，液氙中的杂质会吸附电子，不仅造成电子信号的损失，而且会产生大量负离子。这些负离子会被光子信号再电离，形成次级信号，与真正的电子信号相混淆，给鉴别粒子带来巨大的困难。此分析工作在合作组内展开了激烈的讨论，经过几个月的讨论，大家一致认为这是此类噪声信号产生的基本机制。新的信号噪声鉴别方法能够有效地降低实验的本底干扰，从而有效地提升了XENON100实验探测暗物质的灵敏度。XENON100合作组于2011年4月13日发布了最新100天暗物质的数据分析结果。由于在数据分析中的突出贡献，刚正式加入实验组半年的我被破格列为此文章的作者，并成为该项目成立以来唯一的本科生作者。受合作组委托，同年秋季我代表XENON100合作组在北京“伽利略—徐光启天体物理”大会上做了长达30分钟的学术报告，汇报了暗物质探测实验的最新进展。此项研究工作加深了我对暗物质探测实验的兴趣，从而决定通过攻读博士学位，进一步开展暗物质探测的研究。(www.xing528.com)

我参加第十二届“挑战杯”竞赛这件事纯属偶然，是机缘巧合。当时团委负责大学生科创的张洋老师鼓励我，他建议我利用此项科研成果参加第十二届“挑战杯”校代表队的竞选。在张杨老师的帮助下，我抓住了这个非常好的机会。之后我又联系到了校团委的王伟明、谢志涛、乐经纬和宋续明等数位老师。非常荣幸的是，由于我的科研经历与大多数同学不同，且科研项目立足于国际热点，科研成果在领域内产生了重要影响，各位老师立刻把我列为校代表队的重点培养对象之一。在那一年的暑假，我全身心融入“挑战杯”的参赛准备中：从早八点到晚八点，从六月到九月，逸夫楼的灯光陪伴着我们挥汗如雨的那个夏季，摇动的风扇吹不灭我们的满腔热情。让我印象特别深刻的是，由于我决定参加“挑战杯”的时间较晚，各种材料准备得都不够充分，因此校团委的各位老师对我的作品逐字逐句地修改，并结合以往的经验对我进行了详细的指导。我如今能在做学术报告时有清晰的表达和从容的态度，都得益于当时的培训。在校团委各位老师全方位、超详细、大力度的指导下，我们从项目申报书的措辞，到论文的撰写，再到成果的展示，都准备得近乎完美，这其中任何一项，都离不开各位老师的付出与谆谆教诲。一次次的推倒重来，一次次的修改磨炼，让我更加自信。

第十二届“挑战杯”总决赛于2011年10月在大连举行，经过数天的角逐，交大代表团的各个队伍都取得了骄人的战绩，并最终取得了全体总分第一名的好成绩，时隔20年再次捧起“挑战杯”！记得当年清华大学一位与我同龄的本科生在凝聚态物理领域取得了重要进展，并以第一作者身份在物理学顶级期刊《物理评论快报》发表了相关研究成果，因此该项目被我视作问鼎数理组冠军的最大对手。但比赛时我依旧充满信心，除了科研成果本身足够出众外，“挑战杯”竞赛培训期间的训练也让我可以更加从容地面对各种问题。最终我的作品还是取得了数理组的第一名，虽然当年数理组由于参赛队伍较少而未设立“特等奖”，但参赛本身对我的训练，以及团队取得的最终成果，早已足够弥补这些遗憾。

参加“挑战杯”，不论成功抑或失败，都是一项宝贵的人生经历。在这段经历之后，我更加坚定了搞科研的决心，同时任何一个参赛选手都能感受到：“挑战杯”本身对于参赛者的科学素养会有极大的提高——更专注、更完美、更充分，这也成为我奋斗终生的信条。我将一直在挑战自我的路上，并为使科研成为我的终身事业而一直努力奋斗着。相信这段难忘的经历会对我未来的科研事业产生巨大而深远的影响。

导师寄语：科研需要敢于挑战、勇于奋斗的信念和对真理孜孜不倦探索的执著。潜心钻研，不断探索，一定可以在未来的路上取得更辉煌的成就！

作者简介

高飞

上海交通大学物理与天文学院本科生，参赛后在交大物理系攻读博士学位，其科研项目《XENON100暗物质探测实验中的杂质光电离信号及其鉴别方法研究》取得“挑战杯”数理组一等奖的成绩。该研究成果是近年来暗物质探测领域的标志性成果之一，结果发表于物理学顶级期刊《物理评论快报》，至今已被引用千余次。