中國的引力波探測如何行動?
實際上,早在上世紀70年代,中國科學家就開始了引力波研究,但由于種種原因停滯了十幾年,造成了人才斷層。直到2008年,在中科院力學所國家微重力實驗室胡文瑞院士的推動下,中國的引力波研究才再度開啟。
中科院高能物理研究所所長王貽芳院士說,“目前中國的引力波研究主要有兩個方向,一是由中山大學領銜的‘天琴計劃’,是去太空捕捉引力波;二是由中科院高能物理研究所主導的‘阿里實驗計劃’,目標是在地面探測原初引力波。這是兩個完全不同的研究方向和科學目標。”
“阿里實驗計劃”負責人、中科院高能所研究員張新民介紹,原初引力波太微弱,所以要選各種干擾盡量少的區(qū)域。目前,科學家在全球共選出了4個最佳觀測點,南半球是南極和智利阿塔卡馬沙漠,而北半球則在格陵蘭島和我國西藏阿里。
據介紹,中科院國家天文臺在阿里建設的觀測站位于阿里地區(qū)獅泉河鎮(zhèn)以南約20公里處,海拔5100米的山脊。這里海拔高、云量少、水汽低、透明度高,同時具備望遠鏡建設與運行基礎的臺址,提供了北半球最好的觀測臺址。
“阿塔卡馬沙漠和阿里都處于中緯度,掃過的天區(qū)面積比高緯度地區(qū)要大很多,未來阿里將成為北半球天區(qū)第一個地面觀測點,開啟北天區(qū)原初引力波觀測的新窗口,與南半球相呼應?!睆埿旅裾f。
王貽芳表示,由于國內引力波研究基礎薄弱,所以阿里計劃將通過國際合作來實施,引進國際團隊,而我們也參與國際在南美的實驗,以此快速提升我們自己的研究能力。據透露,目前美國哈佛大學、麻省理工學院、芝加哥大學等都表示出積極合作意愿,中美有關方面已經簽署了相關合作協議。
“阿里項目造價小,周期短,可望約5年內出成果?!睆埿旅裾f。
而“天琴計劃”是去太空聆聽引力波的聲音。蘇萌介紹說,該計劃主要將分四階段實施:第一階段完成月球/衛(wèi)星激光測距系統、大型激光陀螺儀等天琴計劃地面輔助設施;第二階段完成無拖曳控制、星載激光干涉儀等關鍵技術驗證,以及空間等效原理實驗檢驗;第三階段完成高精度慣性傳感、星間激光測距等關鍵技術驗證,以及全球重力場測量;第四階段完成所有空間引力波探測所需的關鍵技術,發(fā)射三顆地球高軌衛(wèi)星進行引力波探測。
據了解,完成全部四個子計劃,大約需要二十年的時間,投資大約150億元人民幣。目前,“天琴計劃”的部分基礎設施建設已經啟動。