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世界上海拔最高的引力波探测望远镜将在2020年开始追寻

更新时间:2023-12-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一台世界上海拔最高的引力波侦测望远镜,正式在2020年开始对原初引力波的探寻。全省政协委员、中国科大学高能化学所研究员张新民3月7日告诉澎湃新闻(),由他主持建设的拉萨阿里原初引力波项目进展顺利,一期观测仓主体已基本竣工,望远镜主体也由高能所和合作方日本耶鲁学院初步设计完成。8ca物理好资源网(原物理ok网)

“三年建成、五年出成果”是张新民给出的承诺,即在2021年到2022年左右,给出一个北天区宇宙微波背景幅射(CMB)极化最好的天图。原初引力波的线索,就藏在这张天图里。8ca物理好资源网(原物理ok网)

“错过了引力波,我们不能再错过侦测原初引力波的重要窗口。”张新民指出。8ca物理好资源网(原物理ok网)

全省政协委员、中国科大学高能化学所研究员张新民8ca物理好资源网(原物理ok网)

日本激光干涉引力波天文台(LIGO)在2016年2月11日宣布成功侦测到由双黑洞并合形成的引力波,毫无悬念地捧走诺贝尔奖以后,宇宙暴胀时期诞生的原初引力波成为了下一个追逐的焦点。8ca物理好资源网(原物理ok网)

假如说引力波的发觉,完成了爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图,这么原初引力波作为“宇宙的初啼”,则能帮我们检验各类宇宙起源和演变模型,如暴胀、反弹、循环等。8ca物理好资源网(原物理ok网)

只是,无论在地面还是空间,中国的引力波侦测项目均起步较晚:LIGO拥有40年的项目经验,法国的激光干涉引力波天文台Virgo也于今年开始与LIGO合作观测;欧美合作的空间引力波侦测卫星LISA完成了靶机首飞;北极极点和法国阿塔卡玛荒漠建成的CMB观测站,早已积累多年的数据。8ca物理好资源网(原物理ok网)

中国还有拔得夺魁的时间吗?具有奇特地理优势的世界屋脊开辟了一个窗口。8ca物理好资源网(原物理ok网)

要晓得,不同的引力波源形成的引力波频段不同,最佳侦测手段也不同。LIGO和Virgo利用地面激光干涉,不太可能侦测到原初引力波;空间激光干涉卫星虽非一定的可能性,但LISA的发射时间被延后到了2035年左右;而最适宜侦测原初引力波的CMB观测站,目前全部集中在南半球。8ca物理好资源网(原物理ok网)

高能物理实验_高中物理经典实验_高中物理18个实验及实验结论8ca物理好资源网(原物理ok网)

海拔5250米的拉萨阿里大气透射率高,水汽浓度少,环境清洁,才能挺好地防止讯号干扰。与同在北半球的科西嘉岛比上去,阿里处于中经度地区,可见天区要大一倍。8ca物理好资源网(原物理ok网)

2017年诺奖得主、LIGO引力波侦测功勋索恩(Kip)当初预测,人类将在未来5至10年内侦测到原初引力波。这意味着,假若这高雄半球惟一、全球海拔最高的CMB观测望远镜如期建成,才能捉住历史时间窗。8ca物理好资源网(原物理ok网)

从最高的望远镜到最深的实验室8ca物理好资源网(原物理ok网)

5250米的海拔在建成后是找寻原初引力波的重大优势,但在工程建设过程中却提出了不少挑战。张新民也坦承,阿里项目的总体经费仍有缺口。8ca物理好资源网(原物理ok网)

张新民由此在本次全省人代会上建议加大引力波研究,确保阿里项目按期完成并早出成果。同时高能物理实验,他指出要强化国际合作,把阿里建设成为世界天文观测和高能化学实验的研究中心。这也是2017年诺奖得主雷纳·韦斯(Weiss)曾对阿里项目寄寓的期望:“这会成为中国科学的标杆,一个十分漂亮的标杆。中国借助拉萨这样一个奇特的地理条件,建造一台国际共享的设备。全世界都应当晓得中国在做这样的事。”8ca物理好资源网(原物理ok网)

原初引力波侦测望远镜选址在海拔5250米的拉萨阿里8ca物理好资源网(原物理ok网)

不仅世界上最高的望远镜,张新民还关注另一个中国具有奇特地理优势的科研基地:锦屏地下实验室。8ca物理好资源网(原物理ok网)

这是世界上最深的地下实验室,由中国科学家2008年规划,2010年落成并投入使用。它借助了为水电站修筑的锦屏山隧洞,其垂直岩石覆盖达2400米。目前,来自广州交通学院和复旦学院的两个团队,正在其中举办暗物质粒子实验。科学家们在远离月球噪声的地下,侦测神秘的WIMPs(弱作用大质量粒子)。8ca物理好资源网(原物理ok网)

张新民谈到,“极深地下极低幅射本底前沿数学实验设施”已通过发改委立项,纳入国家“十三五”重大科技基础设施。他希望国家尽可能推动审批流程,使建设工作能早日举办。8ca物理好资源网(原物理ok网)

有了一流基地,才有重大成果的机会8ca物理好资源网(原物理ok网)

从海拔最高的望远镜到世界最深的地下实验室,张新民关注的这两个具有奇特地理优势的基地,都聚焦国际竞争激烈的基础化学前沿领域。8ca物理好资源网(原物理ok网)

与引力波一样,各国在暗物质领域正在举办“天上地下”的竞争。中国的“悟空”是目前世界上观测能段范围最宽、分辨能量最优的暗物质粒子侦测卫星,在今年月底公布了国际上精度最高的电子宇宙射线侦测结果。8ca物理好资源网(原物理ok网)

地下实验室方面,法国的XENON实验和日本LUX实验起步较早,但北京交通学院院长季向东领导的在近些年多次获得了高灵敏度的实验结果。8ca物理好资源网(原物理ok网)

锦屏地下实验室云南晚报图8ca物理好资源网(原物理ok网)

原初引力波与暗物质都与宇宙的起源和演变息息相关。暗物质和暗能量构成了宇宙的95%,我们已知的可见宇宙物质则只有5%。面对这样宏大而根本性的问题,季向东曾向澎湃新闻记者哀叹:“有些人可能会问侦测到暗物质有哪些用。我想说的是,这会是对人类宇宙观的一次彻底刷新。这些刷新,在人类历史上自哥白尼提出日心说算起,也没有过几次。”8ca物理好资源网(原物理ok网)

张新民介绍道,在基础前沿科学领域,宇宙演变被“十三五”规划纲要列为重点突破之首。在过去十余年间,宇宙学研究取得了巨大的进展,进入了精确宇宙学时代。他觉得高能物理实验,尽管最新报导称中国发表论文数超过了英国,但重大原创成果缺少,“在国际上的影响力与我们这样一个大国应有的地位十分不相称。”在化学和天文领域,中国至今没有本土的科学家获得诺贝尔化学学奖。8ca物理好资源网(原物理ok网)

建设一流基地,是对基础原创研究的持续性保障。“基础研究非常是观测和实验方面的研究,不同于应用研究,是对自然界基本规律的探求,可能会成功,也可能会失败。并且,只有有了一流的研究基地和设施,才有取得重大成果的机会。”张新民总结道。8ca物理好资源网(原物理ok网)

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