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大國重器/中國原初引力波探測 邁出關鍵一步

時間:2025-07-14 05:02:39來源:大公报

  左圖:7月13日,中國科學院高能物理研究所在北京宣布,中國首個原初引力波探測實驗──阿里原初引力波探測實驗建設取得重大進展,其一期已建成並實現首光觀測。圖為阿里原初引力波探測實驗外景。\中國科學院高能物理研究所供圖;右上圖:月球在150GHz的輻射圖像。右下圖:木星的150GHz輻射圖像。

  7月13日,中國科學院高能物理研究所在北京宣布,中國首個原初引力波探測實驗──阿里原初引力波探測實驗建設取得重大進展,其一期(AliCPT-1)已建成並實現首光觀測,成功獲取了月球和木星輻射的150GHz頻段清晰圖像,標誌着中國在原初引力波探測實驗領域邁出了關鍵一步。專家表示,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。實驗將進一步提升中國在極早期宇宙研究中的國際話語權。\大公報記者 劉凝哲北京報道

  阿里原初引力波探測實驗是中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於2014年提出,並於2016年底啟動。

  實驗在西藏海拔5250米山脊開展

  在中國科學院、國家自然科學基金委員會以及科技部的支持下,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台、美國史丹福大學等國內外16家科研機構在西藏阿里地區海拔5250米的山脊上開展。

  據介紹,經過8年的研製和建設,團隊克服高原缺氧、國際合作環境惡化等困難,於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。

  原初引力波探測實驗對於台址大氣的水汽含量要求苛刻,目前全球共有3個主要原初引力波探測實驗基地,其他2個均由美國主導,分別位於南極極點、智利阿塔卡馬沙漠。其中,阿里原初引力波探測計劃地處北半球中緯度,利用地球自轉,天區覆蓋率可達60%,與極地台址相比在宇宙微波背景輻射(CMB)大尺度科學領域具有更大的科學潛能;同時,AliCPT與南半球實驗結合,可以相互交叉檢驗,更重要的是可以實現地面CMB觀測的全天覆蓋,有助於精確測量小多極矩功率譜,並在CMB偏振上測量南北不對稱性,檢驗宇宙學原理。目前,已實現首光觀測的阿里一號望遠鏡,在國際上同類型望遠鏡中口徑最大。  

  當前,原初引力波探測被世界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、驗證暴漲理論及探索量子引力效應提供了獨一無二的觀測窗口。

  將有機會一窺宇宙「最初的模樣」

  「首光觀測只是開始!作為北半球首個高海拔原初引力波的觀測實驗,其建成填補了我國在該研究領域的空白,與南半球的南極、智利形成互補觀測。」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副首席科學家李虹表示,實驗將進一步提升中國在極早期宇宙研究中的國際話語權。

  「若順利探測到原初引力波,我們將有機會一窺宇宙『最初的模樣』,同時推動低溫超導探測器、低溫讀出電子學等尖端技術的突破性發展,促進宇宙學研究邁向更高精度的時代。」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說。

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