沈秋平，上海交通大学物理与天文学院粒子与核物理研究所2018级硕博连读研究生。研究方向基于对撞机的粒子物理实验，导师为杨海军教授。获得国家留学基金委的公派研究生资格，于2021至2023年在巴黎西岱大学（Univercité Paris Cité）天文粒子宇宙学实验室（APC）进行联合博士培养。合作研究项目在欧洲核子中心大型强子对撞机ATLAS合作组框架下进行。本期“交大视界”邀请沈秋平同学分享他的联培经历和交流心得，为我校研究生提供国际学术视野和发展路径参考。

沈秋平与两位老师的合影（右一为外方导师Giovanni，左一为实验室老师Marc）

科研路远亦有“道”

道家所言：万事万物皆遵循“道”的自然本质，而在粒子物理学中，我们也有“道”---- 标准模型，英语为Standard Model，如图1， 其中囊括了组成宇宙中可见物质的基本粒子（三代轻子和三代夸克）以及描述了相互作用的规范玻色子（光子等）；然而这些基本粒子的质量来源一直困扰着理论家和实验家，但直到2012年7月，希格斯玻色子在欧洲核子中心（CERN）大型强子对撞机LHC ATLAS和CMS探测器上被发现，标准模型最后一块拼图被补上，其它粒子与希格斯粒子相互作用而获得质量，作用的强弱决定了粒子的质量大小，这也就是被一些媒体称之为“上帝粒子”的原由所在。而希格斯玻色子自身仍然充满诸多神秘之处，其中最重要的就是自身与自身的相互作用，也就是“希格斯自耦合相互作用”，于是我的研究课题就是测量希格斯自耦合相互作用强度。

粒子物理标准模型

[https://en.wikipedia.org/wiki/File:Standard_Model_of_Elementary_Particles.svg]

最直接的测量过程就是在双希格斯产生，主要利用的是于2015-2018年在欧洲核子中心大型强子对撞机ATLAS探测器上采集的所有Run2数据， 对撞机实验与传统意义上的实验有些差别，我们不太能多次重复实验，只能一次对撞之后采集所有的数据，然后进行数据分析。所以统计量是我们方向的难点之一，而这只能通过更长时间的取数或者建造更大的加速器来实现。

而对于该研究课题，挑战来自于双希格斯粒子产生截面远远小于“上帝粒子”的产生截面，也就是信号很少，数据中绝大多数是背景过程，对此我们通过机器学习的方法对信号和背景进行学习分类，以此来提高信噪比。在法方近两年的联合培养时间内，每周有定时组会报告进展，同时也会与外导进行每周两次的单独讨论，此外有交大和APC实验室联合组会，也就是校内导师和外导一起讨论科研进展。

同时，在法国课题组，导师很支持学生外出参加学术交流会，比如前往克罗地亚参加工作讨论，以及前往欧洲核子中心参加工作相关的会议。2022年9月，我参加了法方ATLAS年会，并在该会上做了研究工作报告，大家进行了热烈的讨论并且对我的工作提出了一些有益的建议。2023年8月，我前往欧洲核子中心参加了CERN和Fermilab联合高能物理暑期学校。期间许多高能物理方向的专家给了受益匪浅的lectures，同时也进行活跃的小组讨论。目前以合作组名义发表两篇论文，发表于高能物理期刊（Journal of High Energy Physics）和物理快报B（Physics Letter B）。

ATLAS法国合作组会议在巴黎召开晚宴时的课题组合影

瑞士日内瓦CERN园区合影

行万里路看世界

在留学期间，我除了参加科研工作和学术活动，也会与朋友们一起游览欧洲其他国家和城市度过周末，比如德国法兰克福、海德堡、杜塞尔多夫、荷兰阿姆斯特丹、葡萄牙里斯本和波尔多、瑞士日内瓦、法国巴黎周边以及马赛等等。

在2021年底到达法国时，正值圣诞节前夕，交大的同学们在法国Val Thorens雪场一起组织了一场滑雪活动。这是我的第一次滑雪，三天的摸爬滚打让我渐渐熟悉了滑雪这项活动，也跟这些朋友们渐渐熟悉了。我的室友和我在交大和APC都是同一个课题组的，所以我们合租了一个公寓，共同邀请了新朋友们一起庆祝2022农历春节。国内导师杨海军教授在巴黎出差，也来我们的出租屋聚餐，畅谈最近的学习生活。在国外日常生活中，体会到最大的不同就是每天结束学习和工作时，还需要去超市买菜做饭。

右图右1 为国内导师杨海军教授

在暑期，我和朋友们去了葡萄牙里斯本，到达了欧亚大陆的最西端罗卡角。在里斯本体验当地的风土人情以及当地的生活饮食，参观了一个历史悠久的书店，哈利波特灵感就来源该店富有艺术气息和工程价值的旋转楼梯。我去探寻了葡萄牙诗人与作家费尔南多·佩索阿(Fernando Pessoa)的成长之路，他以“创造”性格而闻名，其笔下的各个“异名者”(heteronyms)有着不同的阅历、性格与人生哲学。异名者与作者“自我”之间常常互通书信，交流思想。

在2023年5月端午节期间，我很荣幸地作为留学生一员参加了接待李强总理访问法国的外事活动。作为志愿者，我主要负责协助使馆工作人员进行半岛酒店全程安保方面的工作。

端午节时接待李强总理访问法国的小分队在中国驻法国大使馆前的合影

步履不停向未来

在国外留学这两年里，首先在学术方面的成长和经历，从最初的胆怯不敢与外国人进行太多英语交流，在实验室小伙伴们带领下，逐渐融入到本地学生的学习生活中，到最后能与学生和老师们进行灵活自如，自信地谈论各种话题，对我自己来说是里程碑式的突破。

除此之外，在法国联合培养的两年对我的未来发展规划产生了十分深刻的影响。出国之前，我对未来是选择就业还是继续科研有很大的疑虑，不确定自己选择了对应的道路是否能走到底，走出自己的精彩。但是在外单位的这两年里，接触到了各类优秀的老师、同学和朋友，如研究生院有耐心的老师会帮忙协助办理注册手续，实验室里有非常平易近人的老师进行指导如何申请出差以及报销，课题组里有学术严谨且专业的老师在组会中指导大家学术研究，组里的同学之间也会进行热烈的讨论，大家互帮互助共同进步。同时，我也有机会去游历了一些国家和城市，体会到了在多元文化中不断汲取新知识的快乐。因此在临近学业结束的尾声，我已经拥有了足够的决心和信心来坚持从事高能对撞机物理实验，未来也计划寻找博士后的机会，继续有关粒子物理的研究生涯。

所有这一切真诚的感谢国家留学基金委的慷慨资助以及院校两级的支持，也感谢国内外导师给予的机会。非常感谢国家的优秀政策，让来自遥远贫困山村的我也能在国际舞台上展现自我，能够与国际上优秀的同行交流学习、同台竞技。

沈秋平和实验室伙伴在铁塔下的合影

编辑：丁语情 陆静瑶