新京报快讯(记者 张璐)原初引力波是宇宙大爆炸时期产生的引力波,对揭示宇宙起源奥秘具有重大意义。今天(3月7日),全国政协委员、中科院高能所研究员、阿里原初引力波探测实验首席科学家张新民接受新京报记者采访时表示,阿里原初引力波探测实验预计今年年中开始试运行,之后开展数据分析,产生科学成果。
张新民在阿里原初引力波探测实验观测站。受访者供图
原初引力波是宇宙大爆炸时期产生的引力波,被喻为“宇宙初啼”。
美国激光干涉引力波天文台(LIGO)在2016年宣布成功探测到由双黑洞并合产生的引力波,三位科学家次年因此荣获诺贝尔物理学奖。此后,宇宙早期产生的原初引力波,成为国际物理学界追逐的下一个焦点。找到它,可以帮助科学家揭开宇宙起源和演化的奥秘。
据张新民介绍,科学家在全球共选出了4个最佳观测点,南半球是南极和智利阿塔卡马沙漠,而北半球则是格陵兰岛和我国的西藏阿里。“原初引力波信号太微弱,所以要选各种干扰尽量少的区域。海拔5000多米的西藏阿里大气透射率高、水汽含量少,能够很好地避免信号干扰,为探测原初引力波开辟了一个得天独厚的窗口。”
2017年3月,我国在西藏阿里天文观测基地海拔5250米的B1点启动了阿里原初引力波探测实验项目——全球海拔最高的原初引力波观测站建设。实验的主要内容是建造一台高海拔原初引力波望远镜,实现北天区原初引力波的首次高灵敏度地面探测。
张新民介绍,今年4、5月份,阿里原初引力波探测实验将完成接收机以外的所有设备在站测试,预计年中能完成具有1700个探测器的接收机安装,未来探测器数目有望升级到30000个。
全国政协委员张新民。受访者供图
■ 对话
“十四五”期间原初引力波探测预期取得重大进展
新京报:阿里原初引力波探测实验进展如何?下一步有何目标?
张新民:阿里原初引力波探测实验是2014年5月提出,2016年年底正式立项,经过四年的建设,今年4、5月份,将完成接收机以外的所有设备在站测试,预计年中能完成具有1700个探测器的接收机安装,并开始试运行。下一步,我们打算升级探测器数目到30000个。
新京报:国际上是否有原初引力波的探测计划?我们处在什么位置?
张新民:目前,南极极点的美国BICEP实验,探测器数目都在千量级并正在升级到万量级,在智利建设的Simons天文台同类型望远镜也具有万量级的探测器。
我国的阿里实验将与南极极点和智利阿塔卡马沙漠并肩成为国际原初引力波探测的三大基地。阿里实验将实现北天区原初引力波的首次高灵敏度地面探测,与南半球的实验形成互补,实现全天覆盖。
新京报:2016年,LIGO发现双黑洞并合产生的引力波时,引力波探测功勋、2017年诺奖得主索恩(Kip Thorne)曾经预测,人类有望在未来5-10年内探测到原初引力波。按此设想,您预计原初引力波探测在多长时间内将取得重大成果?
张新民:距他的预测,至今已经过去5年了。我想,在“十四五”期间,原初引力波探测将有重大进展,如果运气好的话,有可能探测到原初引力波。我希望我国的阿里实验能做出重大贡献。这需要国家对阿里实验在经费及后勤保障方面都给予更大的支持,来实现我们的目标。
新京报:原初引力波探测的意义在于什么?
张新民:探测到原初引力波,可以检验爱因斯坦引力理论,验证宇宙起源和演化模型,如暴涨、反弹、循环等,还能在宇宙学尺度检验CPT基本对称性。
阿里实验属于纯基础研究,意义重大。项目建设周期较长,条件艰苦。阿里实验使我们有望在引力波、宇宙学研究领域产出原创成果,提升我国在基础科学领域的国际影响力。
新京报:作为全国政协委员,今年你还带来了什么建议?
张新民:我建议加大支持北京怀柔科学城基础研究领域大科学装置人才培养。近年,北京怀柔科学城的大科学装置建设取得了重大进展,但是从事相关领域研究的人才还非常缺乏,而且社会招聘难以满足需求,通过自己培养研究生是一个很好的解决途径。
中国科学院高能物理研究所在北京怀柔科学城承担了高能同步辐射光源的建设。高能所通过研制大科学装置设施,培养了一批从事基础研究以及应用型、复合型、技术技能型的研究生。但高能所目前仅有硕士研究生招生指标106名、博士研究生100名,一个导师平均三年才能招到一个学生,不能满足大科学装置对研究生的需求。
我建议教育部增加大科学装置相关学科专业硕士、博士的招生数量。设立北京怀柔科学城基础研究领域大科学装置研究生专项招生指标。同时,加强高能所等中科院单位与北京市属相关高校的合作。鼓励高校充分参与到高能所等中科院单位承担的国家重大项目中,联合培养研究生。
新京报记者 张璐
编辑 刘梦婕 校对 李铭
(王治强 HF013)