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LIGO参观记

已有 3336 次阅读 2019-4-10 11:29 |个人分类:游记|系统分类:海外观察| LIGO, 引力波探测


2016211号,刚刚从三年前发现希格斯粒子的激动气氛中稍许平静下来的物理界,突然又爆出一个大新闻:困扰人们一百年的引力波,终于找到了!消息一出,网上沸腾。


这个确实厉害,原因有三:

第一,以前引力波只是一个理论假设,虽有间接证据,却没有直接证实,这下好了,找到了。同时也开启了一个崭新的天文学领域,前景不可限量。


第二,测量的设备虽说不是经天纬地,但也堪称气势宏大:两个台站,相隔几千公里连锁,从东南到西北横跨美国大陆。每台有两条笔直的激光管道,每条长达4公里,使用的技术门类也极为复杂先进。探测引力波的实验,人们很早就开始尝试了,但希望非常渺茫,主要还是设备太简单,只有等到现在的技术手段发展出来才变成可能。


第三,还有一点尤其值得惊叹,那就是物理学人的恒心和耐力,在一个非常冷门的专业,几十年专心致志,苦苦探求,终于修成正果。正是这锲而不舍的精神深深打动了我,我决定找个机会去圣地朝拜。


也巧了,上网一查,其中的一个观测站就在路易斯安那州,隔我住的休斯顿只有四、五小时车程。实验室每月只有一个周末对外开放,220号星期六正好是发现引力波以后的头一次开放,为此他们还特地把开门时间从平时的下午一点改成上午十点,不用犹豫,就赶这一趟了。


星期六一早八点,驱车向东,直奔Livingston。五小时后,到达小镇。正担心找不到地方,丁字路口高挂一个非常小的牌子,上面只容四个字母:LIGO,一般人不会在意,知道的人一目了然。沿着路牌的指引,公路向密林里延伸,正疑惑是否错过地方,路旁赫然出现LIGO的大牌子:激光干涉引力波天文台,内心一下肃然起敬。


慢慢开进停车场,里面已经有满场的车辆。参观不要门票,也没有安全检查一类的手续,人们慕名来这,都是怀着对科学的极大好奇和热爱。一进科普大楼,迎面就是那几张熟悉的引力波信号图,来之前已经在物理杂志的网站上看过。在报告厅听完实验室负责人的介绍,跟着众人来到控制中心参观。这就是创造历史的地方:墙上挂满了屏幕,GPS时钟,噪音水平显示,大地波动信号,等等。最关键的就是那个激光信号屏,两条彩色曲线,犹如细水微澜,不停地在时空里平稳荡漾。如果突然跳动几下,那就表明,一道宇宙波澜已从地球闪过 …….


从大楼出来,绕到后面,眼前就是观测站的主角:长达四公里的超高真空激光通道。混凝土外壳有一人多高,笔直向树林远处延伸,一眼望不到边。身背后,与之成直角的是另一条通道,也是四公里长。我对这个距离印象深刻,因为在老家从我们村到镇里,就是这个距离,小时候来回不知走过多少次,中间要穿过很多田野村庄,而这里全是森林。


就是这两条长长的管道,犹如巨人张开的双臂,随时准备拥抱天外来客。当引力波扫过太空的时候,整个地球随之伸缩,犹如婴儿捏气球一样轻易!两臂长度随之变化,两束激光的路程不一样了,引起干涉强度的变化,被探测器记录。这次探测到的引力波所造成的两臂一长一短之差只有质子直径的千分之一,太细微了! 这技术真可谓鬼斧神工!这其中的隔震技术非常关键,任何能引起光学系统波动的因素都必须彻底消除,这就是为什么门口有牌子提醒车辆缓行。还有,比如南面墨西哥湾的海浪,公路交通,地震等等的影响。据介绍,现在即使管道两边伐木场的机械运行和大树倒下,也不会影响仪器的正常工作。


我一直看着眼前外表粗黑的混凝土管道,实在觉得不可思议。一边是以光速飞行了十几亿年的宇宙波澜,一边是为此等待的人和仪器,可以探测到小数点后面十九个零的长度变化,这是何等的人类智慧!


当世人在津津乐道隔空移物,隔山打牛的时候,一群人却在寂寞无人的森林里,埋头开发最尖端的现代科学技术,日复一日,年复一年,不为红尘所动,探测那即使隔着茫茫星系也能轻易移物的引力波,他们的人生是精彩的。


LIGO负责人讲话结束的时候,屏幕上出现了科研人员的合影,讲堂里顿时响起了热烈的掌声,这是对敬业精神的掌声,也是对科学崇敬的掌声。

 

1. LIGO全貌(Google截图)

 

2. 实验室负责人讲解。屏幕上的合作单位里有清华大学。