阿里工程現場(阿里原初引力波探測實驗項目辦公室供圖)
阿里修路現場(阿里原初引力波探測實驗項目辦公室供圖)
12月13日,醞釀了兩年半的“阿里項目”正式啟動。
阿里項目,全稱“阿里原初引力波探測實驗”項目。2014年5月,中科院高能物理所宇宙學團隊提出該項目計劃。今年年初,LIGO宣布探測到了黑洞合并產生的引力波,引起廣泛社會關注,也極大地推動了阿里項目的啟動。
“經過近三年的討論,阿里項目已經有了近期、中期、遠期的路線圖。”中科院高能物理所所長王貽芳在12月13日召開的阿里原初引力波探測實驗啟動會上說。
阿里原初引力波探測實驗首席科學家、中科院高能物理所研究員張新民告訴《中國科學報》記者,建成后的阿里項目將在五年內開始科學觀測,帶領我國原初引力波研究進入國際前沿。
推動探測技術成長
我國西藏自治區的阿里,是世界上人口密度最小的地區之一。這片人跡稀少之境,因為海拔高、氣候干燥,成了北半球原初引力波觀測最理想的地方,受到天文學家的青睞。
在這里,科學家看中了一處海拔5250米的地方,并計劃將阿里1號建于此。
“阿里項目包括阿里1號和阿里2號兩部分。”張新民介紹,阿里1號是在海拔5250米的B1點建設的一臺原初引力波望遠鏡,將實現北半球首次地面原初引力波觀測,得到目前最高精度的北天區原初引力波極化數據。阿里2號指在6000米處建設的阿里1號望遠鏡陣列,將拓展觀測頻段,提高觀測精度。
記者了解到,阿里項目將有利于我國發展低溫超導探測技術。“我國無論是在原初引力波探測器硬件設施,還是探測的軟件技術,都還相對薄弱。希望能夠通過阿里項目的牽引,把國內的超導微波(毫米波)探測技術發展起來。”王貽芳說。
“我們一定要把這次機會抓牢了。”在中國科學院院士張肇西看來,阿里項目成為解決我國引力波探測技術薄弱問題的一大良機。
“對于阿里項目,我們抱著非常大的期望,并希望通過項目能夠帶動我國探測技術發展。”中國科學院院士武向平說。
5年建成并開始科學觀測
實際上,阿里項目已經動工建設。2016年,阿里項目臺址B1點已經基本通路。“阿里項目正式啟動,標志著該項目已步入正軌,項目第一期經費基本到位。”張新民告訴《中國科學報》記者。
他表示,項目啟動后,他們將在5年內完成阿里1號的建設,并力爭產出第一批科學成果。
“我們無法預計5年或10年內能否探測到引力波,但這里是探測引力波最好、最適宜的地方。”張新民說。
記者了解到,在工程方面,項目將努力克服困難,盡力在2017年完成阿里1號的方案設計;2019年4月前完成望遠鏡基座研制;2019年底完成阿里1號接收機的研制;在完成現場集成、測試和試運行之后,2021年,將爭取計劃實現阿里1號正常觀測運行。
目前,阿里項目已經獲得了來自中國科學院先導B類專項、國家自然科學基金委主任基金、科技部國際合作項目的支持。
“我們還在申請科技部專項經費。如果獲得批準,我們將升級阿里1號,把探測器從現在的4個模塊增加到12個模塊,并在6000米左右的臺址建設阿里2號望遠鏡。”阿里原初引力波探測實驗項目經理、中科院高能物理所研究員盧方軍說。
聯手打造天區拼圖
阿里項目集結了國內天文學科研實力。計劃由高能物理所牽頭,國家天文臺、上海微系統所、紫金山天文臺、中國科學技術大學等諸多國內科研機構、大學參與其中。科研機構各顯神通。
理論方面,中國科學技術大學、華中師范大學負責開展宇宙起源、演化理論研究及原初引力波模式偏振的統計分析;高能物理所、清華大學、北京大學負責原初引力波偏振數據模擬、處理與科學分析;上海交通大學、北京師范大學、國家天文臺負責北半球銀河系前景輻射研究。
技術方面,高能物理所、上海微系統所、紫金山天文臺、南京天文光學技術所負責探測器、基座等核心技術問題的研究;國家天文臺、高能物理所、西藏大學負責臺址觀測環境科學研究等。
此外,阿里項目還是國際合作項目。“該項目由中方主導,美方參與,中美合作起點高。中美合作不是競爭,而是互補共贏。”張新民說,“阿里項目建成后,我們還計劃參加南極BICEP合作組,開展協同觀測。”
阿里原初引力波探測實驗高級顧問、美國斯坦福大學郭兆林教授表示,阿里項目集合了天時、地利、人和的優勢。
“除BICEP項目外,未來五年內,國際將不會出現重要原初引力波探測及成果。”郭兆林說。阿里建成后,將與南極極點觀測站、智利阿塔卡瑪沙漠觀測站成為國際原初引力波探測的三大基地,成為南北互補的國際上最靈敏的探測之一。
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