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[专访]全国政协委员张新民:弱电相变引力波与“阿里计划“ 精选

已有 6131 次阅读 2016-3-7 15:42 |系统分类:人物纪事


作者:张轩中来源:蝌蚪五线谱发布时间:2016-03-07
把“阿里计划”探测器或者观测到的数据取名字叫“巴巴”,也许“阿里巴巴”集团的马云董事长也会来支持“阿里计划”吧。

  2016年的全国“两会”已经开幕,“蝌蚪五线谱”在北京独家专访了全国政协委员张新民。在目前中国的引力波探测计划中,“太极计划”与“天琴计划”都是要发卫星的,只有“阿里计划”是在地面的引力波探测计划。张新民是中国科学院高能物理研究所的研究员,也是“阿里计划”的主要倡导者与负责人。

张新民

张新民参加全国政协会议

  谁是张新民?

  张新民研究员1959年1月出生于河南省温县。他于1982年获河南师范大学学士学位,1991年6月获美国洛杉矶加州大学(UCLA)博士学位。1991年9月至1996年7月他分别在美国马里兰大学和依阿华州立大学做博士后。在做博士后期间,他提出了具有原创性思想的“弱电相变”理论的一种典型机制。

  张新民于1996年8月从美国回到中国,在中国科学院高能所理论物理研究室工作。他是1997年中国科学院“百人计划”入选者,这在当时是第一批入选者,获得的研究资金为200万人民币。

  张新民于1998年晋升为研究员,1999年获国家“杰出青年”基金资助。回国后的张新民成为中国粒子宇宙学方面的奠基人之一(早期宇宙可以被看成是一台超级高能的粒子加速器与对撞机),目前张新民已发表了一百七十余篇学术论文,由Slac-Qspires查知,总被引用7000余次,他已培养了近20名博士和博士后。

  原创思想“弱电相变”的典型机制

  张新民告诉“蝌蚪五线谱”,在本次政协会议上他提了中国科研评价体系对原创思想重视不足的问题,同时他认为做基础研究需要有持续性的投入。

  “蝌蚪五线谱”从多个信息源了解到,张新民本人在1993年在美国马里兰大学做博士后期间,就提出过原创性的物理思想,当时他发表了关于“弱电相变”的代表性论文。

  张轩中:“据说国际著名理论物理学家尼玛(nima arkni-hamed)最近也引用了你1993年那篇关于弱电相变的论文?”

  张新民:“是的,尼玛目前也在中国倡导建设中国版的大型对撞机,大型对撞机其中一个目标就是检验弱电相变。”

  张轩中:“这个弱电相变到底是什么?”

  张新民:“弱电相变就是一种对称性破缺的过程,这个过程可以解释我们目前这个宇宙的正反物质不对称的现象,在宇宙极早期 ,这个相变也可能产生一种弱电相变的引力波——最近我与我以前的博士生,现在是中国科技大学天文系的蔡一夫教授等人一起写了一个论文,探讨在未来的中国版大型对撞机以及空间引力波干涉仪上寻找这种引力波的遗迹。”

  弱电相变会导致一种引力波

  宇宙大爆炸的瞬间所发出的引力波被称为原初引力波。原初引力波的波长比银河系的半径还要大很多,基本上可以说原初引力波的典型观测波长已经到了整个宇宙空间的大小。而引力波的波长与频率的乘积就是光速,因此,原初引力波的频率极低,不能被LIGO这样的地面探测装置直接观察到,但是在地面上完全有可能利用微波背景辐射观测站来直接观测。

  原初引力波在宇宙一开始的大爆炸瞬间产生,因此它作为一种空间(张量)扰动会影响到宇宙38万年形成的宇宙微波背景辐射,宇宙微波背景辐射中的这种引力波印记原则上可以被探测到——这就是目前探讨的在中国西藏阿里地区建设的微波天文台探测原初引力波的“阿里计划”的科学依据。

  在日常生活中,家里用的微波炉的微波频率在2.450GHZ(波长是0.122米,与微波炉大小接近)的微波波段。而阿里计划所需要探测的来自宇宙微波背景的微波的典型波长分好几个波段,需要详细论证后逐渐实施。

  阿里计划的预算

  据“蝌蚪五线谱”了解,与西藏阿里计划同类型的装置在南极,叫做BICEP2计划,在那里用了几千个用来探测微波的蜂窝探头,这些探头的市场价格在2000万美元到4000万美元之间。因此,如果阿里计划采取与BICEP2同样的设计,那么其费用预计也许可能会稍微高于1亿人民币的材料费用。目前正在探讨的通过中美合作的方式,这真真是极好的。在中美合作方面,主要由哈佛大学博士,麻省理工大学研究员苏萌在美国推动,参与合作的对方就是南极的BICEP2研究组。

  在采访中,张新民委员还告诉“蝌蚪五线谱”,在本次政协会议上,他对中国的科普现状也提交了自己的看法,他认为中国应该支持两类科普作家,第一类是专职的有专业知识背景的科普作家,第二类是支持科学家业余从事科普工作。

  “蝌蚪五线谱”认为,中国应该探测引力波,地面引力波探测的“阿里计划”在西藏阿里已经有天文台的基础,建设周期短,而且中国还没有探测宇宙微波背景的装置,已经形成短板亟待弥补,现在“阿里计划”通过中美合作的方式来快速弥补这个短板是非常值得支持的项目,而且“阿里计划”的预算不高,支持难度很低。从某种意义上说,对引力波探测计划,政府可以支持,甚至民间也可以支持,比如把“阿里计划”探测器或者观测到的数据取名字叫“巴巴”,也许“阿里巴巴”集团的马云董事长也会来支持“阿里计划”吧(笔者个人观点,不代表马云先生意见哈,马云支持了量子计算机在中国的发展,那也许也可以支持引力波在中国的发展啊),毕竟科学在中国的发展,也需要全民的参与呢。

 




人类首次探测到引力波
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