地面上的费米伽马射线空间望远镜,太阳能板被折叠起来
位于南极的“第二代宇宙泛星系偏振背景成像望远镜”(BICEP2)也是在斯坦福加速器中心建造的。2014年3月,BICEP2团队曾经宣布发现了原初引力波,顿时引起轰动,不过随后的分析表明他们发现的信号实际上是干扰信号,否则这将成为支持暴涨理论的强有力证据。
位于南极的BICEP2(左侧屋顶上的设备)和“南极望远镜”(右侧的设备)
除此之外,实验室的科学家还在参与位于智利阿卡塔马沙漠的“大型巡天望远镜”(Large Synoptic SurveyTelescope,LSST)的建造工作。这台望远镜直径8.4米,带有一部30亿像素的相机,预计于2019年建成。建成后望远镜可以每周完成一次对南半球天空的巡天工作,整个观测计划持续10年。每晚产生的观测数据达到30TB。这样科学家就可以捕捉到从近地小行星到遥远的超新星在内的各种天体的变化。如果可以观察到足够多的超新星,科学家就可以对宇宙膨胀有更加深入的认识,同时也许可以揭示暗能量的本质。
LSST(图左)建成后的想象图
中国的“科学之光”
随着科研条件的不断改善和科研能力的不断提高,中国也已经建成具有世界领先水平的辐射光源——上海光源。上海光源(Shanghai SynchrotronRadiation facility,SSRF)始建于2004年,2009年投入使用,总投资超过12亿人民币,科学寿命超过30年。上海光源为我国的多学科前沿研究和高新技术开发应用提供了先进的实验平台,为不同学科间的相互渗透和交叉融合创造了优良条件,同时直接带动我国相关工业的发展,具有重大的科学和社会意义。自投入使用以来,我国科学家已经借助上海光源取得很多重要的科研成果,涵盖医学、生物学和材料科学等领域,相关论文发表在《自然》、《科学》和《细胞》等世界顶尖科技期刊上。
像上海光源这样投入大、运行时间长、用来实现重要科学技术目标的大型设施被称为“大科学装置”,在各个领域的科学研究中,大科学装置都发挥着非常重要的作用。20世纪中叶以来科学技术的发展呈现出一个态势,即一个国家大科学装置的水平直接决定其在前沿领域里取得突破的能力,从而在根本上决定其科学技术的核心竞争力。
与SLAC相似,CERN自1954年成立以来,不仅诞生了许多重要的物理学发现,同时还成为万维网(WWW)的发源地,深刻改变了人类生活。目前,中国科学家已经提出在2020-2025年间建设下一代环形正负电子对撞机(CEPC)的计划,因此未来数十年内中国很有可能成为世界粒子物理学研究的中心。我们期待包括LCLS-II和CEPC在内的大科学装置可以成为打开未知世界的钥匙,帮助我们探索宇宙的奥秘,窥探生命的真相。
撰文:鞠强
参考文献:
[1]https://www6.slac.stanford.edu/[2]http://arstechnica.com/science/2016/04/worlds-most-powerful-x-ray-laser-to-get-a-major-upgrade/
[3]http://arstechnica.com/science/2015/03/slac-particle-accelerator-facility-finds-new-ways-to-be-cutting-edge/
[4]https://en.wikipedia.org/wiki/SLAC_National_Accelerator_Laboratory
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