在四川大凉山的深处,锦屏山巍峨耸立。地表之下2400米处,坐落着全球最深的地下实验室——锦屏深地核天体物理实验室。这里,宇宙线通量仅有地面水平的千万分之一至亿分之一,仿佛与外界的喧嚣完全隔绝。南方科技大学物理系讲席教授、中国原子能科学研究院研究员柳卫平,每次前往实验室,都要穿越一条约17公里长的隧道,在微弱灯光的指引下,抵达这片宁静的科研圣地。“这里就像一条时间隧道,让人仿佛回到宇宙诞生之初,一切都纯净而透彻。”他这样形容自己的感受。
柳卫平的研究目标,是核天体物理领域被称为“圣杯反应”的关键课题。这一反应涉及碳到氧的转变,决定了宇宙中碳氧含量的比例,对恒星演化、大质量恒星最终命运、宇宙元素分布乃至生命起源的研究至关重要。然而,其具体机制至今仍是未解之谜。自2014年起,由他担任首席科学家的锦屏深地核天体物理实验项目(JUNA)团队正式启动建设,向这一科学高峰发起挑战。
“我们利用加速器模拟迷你宇宙,探索复杂的天体现象。”柳卫平介绍,这是国际上首次在深地实验室开展“圣杯反应”的直接测量,同时开启了多项关键天体核反应的实验研究。经过数年艰苦建设与技术攻关,2020年,加速器成功出束;2021年底,基于该装置的首批实验成果发布,标志着中国核天体物理实验研究跻身世界先进行列,成为全球第三个具备深地核天体物理研究能力的国家。目前,JUNA团队已完成多个关键核天体物理反应测量,其中“圣杯反应”的灵敏度达到历史最高水平,距离揭开这一谜底仅一步之遥。
“明年年初,我们将使用改进后的静电加速器和更先进的探测设备,再次向‘圣杯反应’发起冲击。”柳卫平充满期待地说,“如果成功,我们将首次获得天体环境下的‘圣杯反应’数据,这将是科学史上的重要时刻。”
2022年,柳卫平从工作多年的原子能院退休后,选择加入南方科技大学,开启科研生涯的“再创业”。“大学里既有优越的科研条件,又能直接培养学生,这种环境非常吸引我。”他说。南科大“敢闯敢试”的创新机制和充满活力的学生群体,让他迅速融入新的角色。入职第一个月,他便带领团队在核物理领域发表了国内少有的Nature亮点文章,揭示了古老恒星钙丰度之谜,获得国际同行高度评价。
在南科大,柳卫平首次为本科生开设《亚原子物理前沿》课程,将复杂的核物理和天体物理知识以通俗易懂的方式传授给学生。“给本科生上课的心血,不亚于评上院士。”他笑着说。为了让学生理解艰深的内容,他精心备课,采用分组讨论、学生上台讲解等方式激发学习兴趣。他坚信,科研的价值不仅在于推动学术进步,更在于培养人才。“科学研究的关键是培养人,尤其是从本科阶段开始。”
柳卫平对南科大本科生的自驱力印象深刻。他曾推荐一名本科生到江门中微子实验室实习,该学生凭借出色的表现取得了重要成果。“这些孩子只要有兴趣,就会主动制定计划并推进研究,他们比上一代更有规划,也更敢于表达。”
在科研道路上,柳卫平始终铭记前辈的指引。他曾与李政道、杨振宁等物理学家交流,深受他们学术精神和家国情怀的影响。“我的硕士导师黄胜年院士、博士导师丁大钊院士,以及学术引路人白希祥老师,都在学术和精神上给予我深远影响。”他说,“1989年我从日本回国,正是受到他们爱国精神的感召。”
如今,柳卫平希望将这种情怀传递给更多年轻人。作为亚洲核物理联合会前任主席和中国核天体物理协会主席,他在深圳组织高水平学术会议,引进海内外优秀人才,并指导青年教师获得国家杰青、科学探索奖等荣誉。当选院士后,他并未停下脚步,而是规划了更清晰的科研蓝图:继续推进锦屏深地实验室天体物理实验装置(JUNA)的二期建设,并筹建先进能源中心,整合物理、工程、人工智能等学科优势,助力大湾区科技创新。
“中国在基础研究和应用技术领域都在不断进步。”柳卫平说,“我们期待在原子核稳定边界、超重元素发现等领域取得突破,同时实现更高效、更清洁的核能利用,为人类星际探索和地球能源发展贡献力量。”











