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引力波探测启示:基础研究带科学发现来敲门

文章作者:星星大作战 上传时间:2020-05-06

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■本报记者 王佳雯

引力波探测启示:基础研究带科学发现来敲门。引力波探测启示:基础研究带科学发现来敲门。春节期间,美国LIGO科学组织凭借一则直接探测到引力波的消息,刷爆了朋友圈、微博、各大网站及传统媒体版面,一时间引力波这个往日里略显高冷的术语,竟成了普通人口中不断谈及的潮词。

引力波探测启示:基础研究带科学发现来敲门。在各大媒体纷纷解析引力波的重要科学意义时,专家强调,引力波并不仅仅是探测宇宙天体过程的工具那么简单,它还有更广阔的应用空间。

阿里计划负责人、中国科学院高能物理研究所研究员张新民告诉《中国科学报》记者,引力波其实还可用于研究高能环形正负电子对撞机、弱电相变物理等领域。引力波的发现不仅仅对引力物理作出了检验,另一方面也为粒子物理和基础理论提供了重要观测窗口。事实上,引力波还有一个重要作用被很多人所忽视引力波与对撞机物理的互补。

常规的粒子对撞实验,就是拿一个个基本粒子对撞来产生新的粒子,但这样的实验不免受到地球环境和人类技术的限制。引力波是大型的天体对撞等方式产生的,这如同宇宙中天然制备好的超大型对撞机。中国科学技术大学物理学院教授蔡一夫说,因而它也成为科学家眼中用来检验粒子物理理论模型的重要手段。

事实上,爱因斯坦早在百年前就预言了引力波的存在,但由于技术等多方面的限制,到今天其预言才得以印证。引力波探测的实验原理,其实几十年前就已出现,但遗憾的是,当时的精度不够、实验规模也有限,并未取得实质性的突破。因而,蔡一夫指出,时至今日科学家才探测到引力波,并非单单是技术进步的体现,而是由整个基础物理研究发展所决定的。

以LIGO此次探测到的引力波为例,该引力波由黑洞并合产生,在探测前需要通过天文手段确定黑洞的存在及其并合的动力学过程。可见这不仅仅是引力波物理的单方面成就,更是整个基础科学团队作战的成果。蔡一夫表示。

采访中,专家强调,科学发展本身有其规律,为了科学突破而突破的做法是不可取的。蔡一夫解释称:大多数革命性的科学突破都是偶然事例中发生的,而这背后的必然性则是科研人员长期不懈的努力,和整个国家长期稳定的支持。

美国麻省理工学院物理系研究员苏萌也对上述观点表示了认可,他指出,引力波探测十分困难,LIGO此次能够成功可谓二十年磨一剑。

此次美国引力波探测,也引起了国内科学家的反思:为什么国内的科学研究没有获得如此重要的科学突破?

事实上,我国的引力波探测项目也在不断发展中。原初引力波的探测是引力波领域研究的下一个重要科学目标,我国科学家正在积极筹建我国第一个搜寻原初引力波的望远镜。西藏的阿里地区被视为北半球原初引力波观测的理想地址。中科院高能所副研究员李虹说,初步打算将设备安装在阿里观测站,但未来还将在附近选取更高更好的观测点,海拔越高、水汽含量越少,干扰就越小,才有可能找寻到原初引力波留下的痕迹,打开北天寻找原初引力波的新窗口。

原初引力波被苏萌视作下一个引力波的重要突破口,他表示借助我国独特的地理优势,国内的相关领域应当抓住发展基础科学的这一重要机遇期。

虽然,目前美国是唯一一个探测到引力波的国家,但我国引力波探测项目与LIGO的观测频段不同,应用的技术也有所差异,专家认为,一旦我国相关项目探测到引力波,将实现新的科学目标。

我们现在努力地推动阿里项目,就是希望通过我们微薄的力量在中国建设起一个长期有效的基础科学项目。蔡一夫说,只有具备这份坚持和信念,那些重大的科学发现才会敲开我们的门,而不是我们去敲它们的门。

《中国科学报》 (2016-02-16 第1版 要闻)

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