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仰望“大国重器” 墨子沙龙邀三位专家畅谈探索宇宙的“神器”
2021年05月24日 18:05   来源:中新网上海  

  中新网上海新闻5月24日电(林梅 郑莹莹)2021年上海科技节活动期间,墨子沙龙带来三位“大国重器”的“发言人”。 

  “我想知道,我们可以像《三体》那样对外星人发送信号,并且收到回应吗?”这是一位小观众对FAST工程青年研究员姚蕊的提问。大家耳熟能详的FAST,全称是“500米口径球面射电望远镜”,它建在贵州群山深处一个被称作“大窝凼”的巨型喀斯特洼地里,是全中国乃至全世界天文学家仰观宇宙的“眼睛”,人们称它为“天眼”。

  2006年的时候,FAST正式立项。科学家誓将蓝图变成现实。可真正投入建设,才发现困难更多。高分辨率、高灵敏度的天文观测能力,背后要求尽可能小的背景噪声、远超既有技术水平的精密加工和测控技术,这需要的不仅是科学家的智慧,更需要中国整体工业发展达到一定水平。2019年4月,FAST通过了工艺验收。

  姚蕊介绍,FAST投入使用以来,已经发现了340余颗脉冲星,发表的高水平论文达到80余篇。

  回想FAST的建设过程,姚蕊感慨良多:从天马行空的设想、到建设成功、投入使用,团队一直在“质疑声中长大”,最终用出色的表现证明了项目的意义。

  如果说深山中的FAST是家喻户晓的科技明星,那么,正在建设中的江门中微子实验室和地下2400米的锦屏山暗物质实验室,在公众眼中可就显得稍有些寂寞了。在此次的活动中,中科院高能物理研究所的曹俊研究员和上海交通大学的刘江来教授也带着他们的“大国重器”,来到了墨子沙龙科技节专场。

  曹俊研究员介绍,中微子被称为幽灵粒子,有3种振荡模式,在大亚湾实验之前,“大气中微子实验”和“太阳中微子实验”已经探测到了其中的两种,唯独还有一种振荡可能是由于太小,还没有被观测到。寻找这第三种振荡,成为了国际同行竞争的热点,但最后成功建成实验装置的寥寥无几,我们中国的大亚湾反应堆中微子实验就位列其中。

  与FAST一样,大亚湾反应堆中微子实验建设的过程同样充满艰辛,从选址布局、到技术攻关,一路摸索、一路前进,终于在2012年,中国打开了未来的中微子研究大门。2020年12月,运行了九年的大亚湾实验停止运行,它不仅完成了既定的科学目标,还取得了其他有科学价值的成果。

  接下来,中国科学家不会止步,江门中微子实验寄托了他们更大的科学雄心,也将面临更多的技术挑战。

  “悟空”号的主要任务是在天上“寻找”暗物质,而位于地下2400米深处,也有一个探测暗物质的实验室,这就是中国建在四川锦屏山的暗物质实验室,那里进行着两项重要的实验:使用液氙探测大质量暗物质的 “熊猫X”(PandaX)实验,使用高纯锗探测轻质量暗物质的“盘古”(CDEX)实验。

  PandaX暗物质实验发言人刘江来教授带来暗物质粒子探测的故事。相比于“悟空”卫星在太空中寻找暗物质的踪迹,地下的锦屏山PandaX暗物质实验则是练就另一套武功——用液氙探测大质量暗物质。中微子如果撞击探测器,打出的电子或原子核所携带的信号就会告诉我们答案。

  虽然原理说起来很简单,但实际实施起来就不是一件容易的事。中国科学家走入2400米的地下,屏蔽各种宇宙射线,在一个极干净的环境下,去寻找最微妙的暗物质踪迹。虽然目前为止,还没有发现暗物质粒子,但是经过科学家不懈的努力,设备在灵敏度等重要指标上取得了十分重要的进展。目前,科学家还在朝着更高灵敏度前进,争取将灵敏度再提高一个数量级,以早日发现暗物质的踪迹。

  正如刘江来教授所说,人类作为宇宙中的智慧生物,最为关心的课题可以概括为“两暗一黑三起源”,也就是暗物质、暗能量、黑洞,以及宇宙起源、天体起源、生命起源。探索的道路曲折幽深,当我们仰望星空,这些大国重器就是我们的双眼,帮助我们向宇宙深处要终极的答案。(完)

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编辑:郑莹莹  

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