探索宇宙射线 逐梦星辰大海——记河北师范大学物理学院崔树旺教授

茫茫宇宙，浩瀚无垠。自古以来，人类对宇宙都充满了无限遐想，随着现代科技的快速发展，航空航天技术的成熟和应用，人类已经能够飞出地球，真正去探索太空了。但是，以人类现代的技术水平，依然无法真正了解宇宙的全貌。比如，在太空深处，存在着大量高能粒子，它们接近光速飞行，像雨点一样飞到地球上。这些高能粒子或许携带着关于宇宙中那些遥远星体的信息，它们是人类探索宇宙起源和演化的关键线索，成为人类研究宇宙高能物理的重要对象，这就是宇宙射线，全球无数物理学家都渴望一窥其中来自宇宙的蛛丝马迹。

河北师范大学物理学院崔树旺教授，就是其中一员，他的主要科研方向为宇宙射线与高能天体物理，研究内容包括基于高海拔宇宙线实验的数据处理、物理分析和探测技术研究等方面。现已从事宇宙射线研究20多年，目前，作为西藏羊八井宇宙线国际合作中日ASγ实验和中意ARGO实验等国际合作实验河北师范大学负责人，以及国家大科学装置“高海拔宇宙线观测（LHAASO）”项目河北师大团队负责人，崔树旺在科研和教学方面都取得了丰硕的成果，为我国宇宙射线的研究与高能天体物理的发展做出了重要贡献。

不懈探索 创新突破

从小仰望星空的孩子，长大后必定与众不同。和每一个男孩的童年一样，崔树旺从小也对于太空宇宙充满了好奇，同时也驱动着他在学习中努力前行，他从小到大都成绩优异，名列前茅。1992年，崔树旺被保送河北师范大学物理系攻读学位，1996年毕业后留校任政治辅导员、班主任，人生的转折点就从这里开始了。

当崔树旺看到坐落于西藏的国际宇宙线观测站——西藏羊八井观测站时，他瞬间被迷住了，而他也明白了自己的科研归宿是宇宙探索。于是，他于1999年顺利考入了中国科学院高能物理研究所粒子物理与核物理专业，并且开始硕博连读。

2000年千禧之年，正在读研二的崔树旺，接到了羊八井国际合作宇宙线实验站的一项重大的任务，前往西藏羊八井参与中日合作的广延大气簇射阵列（ASγ）升级标定，以及参与中意合作的全覆盖探测阵列（ARGO）实验1万平方米的大厅建设，他意志坚定，不惧艰难，毅然踏上了海拔4300米的高原。

在羊八井观测站的半年多时间里，崔树旺不仅学到了很多课堂上学不到的知识，更磨炼了他的体力和意志，为他后来开展科研工作打下了坚实的基础。2003年，在导师胡红波研究员的带领下，崔树旺发明了地面EAS实验二维全天区扫描方法，率先实现了中日ASγ实验的普天搜寻甚高能γ射线源。作为重要贡献者之一，他通过研究宇宙射线大尺度各向异性工作，发现了宇宙线随太阳系绕银河系中心共转的证据，该项成果发表于2006年10月出版的Science杂志上，并入选了2006年中国科学院科技十大进展之一，作为中国科学家2006年最具代表性工作之首写入“2007年科学发展报告”中。

2004年博士毕业后，崔树旺回到了自己的母校河北师范大学，继续从事宙射线研究工作，他开始组建团队、申请项目，他克服了一切困难阻力，他的团队逐渐壮大起来，科研工作也开始结出硕果，逐渐被更多人所熟知。2006年，作为合作组ARGO实验安装梯队队长，崔树旺在4300海拔实验基地经过4个月努力奋战，带领团队完成中心“地毯”探测器最后23个CLUSTER的安装工作，为顺利通过科技部实验验收以及后期ARGO实验的稳定运行做出了重要贡献。

此外，崔树旺还主导了在中日ASγ实验、中意ARGO实验对宇宙线大尺度各向异性分布特性研究工作，在数据分析方法建立和物理机理研究等方面做出了独特的工作。ARGO－YBJ实验测量宇宙线分布大尺度各向异性研究捕捉到23－24个太阳活动平静期能量范围最宽，结构最为精细的变化特征，该项工作是ARGO－YBJ实验一项重要物理结果，为理解宇宙射线各向异性分布起因、建立理论模型、以及太阳系所处位置银河磁场分布结构构造理论模型提供了重要的实验依据。

2008年，崔树旺开始参与国家大科学装置“高海拔宇宙线观测站”实验的预先研究，他带领的河北师范大学宇宙线研究团队是LHAASO项目预研和建设的骨干力量。在前期研究工作中，崔树旺团队建立了LHAASO－KM2A阵列快速模拟程序，估算其对30TeV以上伽马射线源的灵敏度，对其观测高能射线源的能力预期做出了正确的判断，对项目立项起到重要推动作用。通过自主创新，崔树旺团队承担LHAASO－KM2A阵列电源研制项目，成功实现了一平方公里地面电磁粒子阵列电源系统在高海拔地区高性能的稳定运行，为项目实现工程目标奠定了坚实基础。

2012年，崔树旺带领团队加入了热中子宇宙线研究团队，2013年在羊八井ARGO实验大厅搭建四台EN探测器将他们带入了热中子测量技术用于宇宙线探测的大门。此后，他们利用4－6年的时间，组装16台热中子探测器构成原型阵列，在西藏羊八井实验基地运行，通过研究探测器高原运行的特性，为他们提供了的技术储备，积累了丰富的经验。2023年6月，稻城LHAASO实验基地安装的64台热中子探测器构成ENDA阵列，由河北师范大学实验团队主导装配和安装，团队参与的研究内也扩展到探测技术、标定、模拟和数据分析各个层面。崔树旺表示，虽然距离物理难题的突破还有相当长的距离，在宇宙线簇射热中子探测技术方面，已经具备了一定的理论基础和实验技术基础，推动了LHAASO实验未来发展技术拓展，得到了业内专家的认可。

通过紧密对接国家战略需求，崔树旺深度参与大科学装置，实现了科研成果的高水平产出和科研能力的持续提升，同时展现了科研创新的引领作用和对高端人才培养的积极作用。他也先后获得中国科学院颁发“高海拔宇宙线观测站工程建设优秀团队奖”和中科院成都分院颁发“国家大科学装置建设重要贡献奖”。

科普推广 启迪梦想

除了作为一名科研工作者，崔树旺还是一名教师。其实，当时博士毕业后，崔树旺本来有很多选择，或去日本、意大利出国深造，或留在中科院高能所继续科研，但他选择了回母校从教。他说，“我喜欢当老师，我要做个好老师。站在讲台上，我心里的听众始终少不了那个当年的自己。”对教育事业的热爱，让他始终牢记自己肩负的职责：科学研究、培养人才和服务社会。

崔树旺主讲的《线性代数与概率论》是物理专业学生们最喜爱的课程之一，他主讲的通识课《现代天文学》更是全校各专业学生的热门选择。在教学中，他始终坚持“传道、授业、解惑”的职责，课堂内外，他深入了解学生需求，把枯燥书本知识变成活泼的课堂故事，同时积极把教育科研成果转化为课堂营养，有效的提高教学水平。

崔树旺善于用学生乐于接受的方法来教书育人，他以其深厚的专业知识、富有激情的教学风格博得了学生们的喜爱。他的课堂内容非常丰富氛围活跃，知识面宽广，他总能站在学术的前沿，深入浅出地给学生传授知识，并联系实际，教会学生如何学以致用，全面提高学生的学习能力，即使是文科生在他的课堂上都感受到了理科的魅力。

2013年，崔树旺给自己定下了100场义务科普报告的目标，他决心用自己的行动逐步提升中小学生的科学素养，从小启迪学生的科学精神，为基础科学教育贡献力量。而这10余年来，崔树旺践行着自己的目标，现已先后多次在省内外近70余家学校义务科普宣讲。从北京首都的东直门中学，到西藏拉萨第八中学，从石家庄市合作路小学到邢台山区皇台底初中，从全国知名的衡水中学、成都天府石室中学，到林芝西藏林学院遍及祖国各个角落。截至到2024年10月，他的科普报告场次已达到了106场，听众近十万人，社会反响极为强烈。

孩子们对科学的渴望，激励着崔树旺不断前行，他希望把科学知识传递给孩子们，点燃孩子的科学梦想，在更广阔的土壤里埋下科学的种子，长成参天大树。他希望中小学生从报告中抓住“科学思维”，绕过他们走过的“弯路”，更加顺利的追逐科研梦想。

春风化雨育桃李，润物无声传薪火。在学业上，崔树旺是严谨务实、精益求精的良师；在生活中，他是平易近人、幽默风趣的益友。他对学生无微不至的关怀，深受学生爱戴，他以自己的实际行动践行了一名科研工作者对培养祖国科研力量的责任和担当。正是由于这些优秀的成就和贡献，让他获得了“全国优秀教师”、石家庄市“科普工作先进工作者”、河北新闻网科普活动的“阳光教师”、河北师范大学“魅力教师”等称号。

仰望星空求真理，放眼宇宙探奥秘，坚持创新做科研，一腔热血育桃李。这正是崔树旺老师科研报国、教书育人的真实写照。（文／李杰）