近日,在海拔5250米的西藏阿里地區,由中國科學院高能物理研究所牽頭的阿里原初引力波探測實驗一期(AliCPT-1)建成并實現首光觀測,成功獲取了月球和木星輻射的150千兆赫頻段清晰圖像,標志著我國在原初引力波探測實驗領域邁出關鍵一步。
該實驗是我國首個原初引力波探測實驗,由中國科學院高能物理研究所張新民研究員團隊于2014年提出,并于2016年底啟動。在中國科學院、國家自然科學基金委及科技部的支持下,阿里實驗逐步發展成為一個“以我為主”的國際合作項目,由中國科學院高能物理研究所牽頭,聯合中國科學院國家天文臺、美國斯坦福大學等國內外16家科研機構在高海拔山脊上開展。經過8年的研制和建設,團隊克服高原缺氧等困難,于今年完成了望遠鏡安裝調試,順利實現了阿里—北京望遠鏡遠程操控和數據傳輸,成功驗證了端到端功能和角分辨率等核心設計指標。
阿里原初引力波一號望遠鏡俯視圖
現代宇宙學理論認為,宇宙暴脹時期的時空量子漲落產生了原初引力波,如同大爆炸后的余響。這聲宇宙誕生時的“初啼”,像留聲機一樣忠實刻錄下宇宙起源的關鍵信息。原初引力波探測被公認為重大基礎科學前沿,是檢驗宇宙起源理論的關鍵實驗,為研究宇宙起源、驗證暴脹理論、探索量子引力效應提供了獨一無二的觀測窗口。
如何讀取這張“宇宙唱片”?阿里實驗測量了宇宙微波背景輻射的光子B模式偏振信號,這道宇宙最古老的光記錄了原初引力波自誕生起的活動身影,是搜尋原初引力波的最佳線索。“首光只是開始。”中國科學院高能物理研究所研究員、阿里原初引力波探測實驗首席科學家張新民表示,若能順利探測到原初引力波,人類將有機會一窺宇宙“最初的模樣”。
從基座底部仰視望遠鏡接收機
原初引力波探測實驗對于臺址條件要求苛刻,目前全球共有3個主要原初引力波探測實驗基地,其他兩個均由美國主導,分別位于南極極點、智利阿塔卡馬沙漠。作為北半球唯一的地面原初引力波觀測站,也是同類型望遠鏡中有效口徑最大、通光量最大、可容納探測器數量最多的原初引力波望遠鏡,阿里原初引力波觀測站的建成將提升我國在極早期宇宙研究中的國際話語權。
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