我国原初引力波探测“阿里项目”昨天启动

一条简易公路已经通向海拔5250米的阿里1号原初引力波望远镜台址。(吴帝供图)

本报讯　(首席记者许琦敏　记者郭超豪)为寻找“宇宙初啼”，昨天中国科学家正式启动了“阿里项目”。在未来三到五年里，它将在我国西藏阿里海拔5200米以上的地区，建立起世界上最大规模的宇宙微波背景辐射探测器阵列，为引力波家族努力发现新成员的踪影。建成后，“阿里项目”将打开探测原初引力波的北天窗口，最终与目前南极、智利的观测窗口一起，组成全球探测网。

今年2月，人类首次发现了引力波，从此开启了天文学的引力波时代。“这只是引力波交响乐中的一个音符。”阿里项目首席科学家、中科院高能物理研究所研究员张新民说。其实，根据波长不同，宇宙中的引力波大致可以分成四类，首次发现的属于中高频率引力波，好似交响乐中的小提琴，而原初引力波则是交响乐中的大提琴———频率最低，无处不在，却最难探测。

在宇宙大爆炸之初，正反粒子被拉开，这种张力所形成的扰动，成为原初引力波。原初引力波的频率很低，最低的只有亿亿分之一赫兹，它的波长跟整个宇宙的尺度差不多，所以只能通过对宇宙大爆炸后遗留的光子场信号，即宇宙背景辐射的观测来寻找它。2014年3月，美国哈佛史密松天体物理中心宣称在南极观测到了原初引力波，但随后又发现出错了———要从杂乱无章的信号中找到宇宙大爆炸初期引力波留下的独特标记，的确太困难了。

不过，科学家总喜欢迎着困难而上。由于原初引力波太过微弱，必须选取“非常干净”的天区进行观测———根据大气透射率，全球共有四个区域最适合观测原初引力波：南半球两处分别是南极和智利的阿塔卡马沙漠，而北半球则在格陵兰岛和我国的西藏阿里。

在阿里，国家天文台的阿里观测站已扎根十年。未来的引力波观测站，就在附近。如今，一条简易公路已通向选定的B1点，为今后的施工做准备。“B1点的海拔有5250米，我们正在研制阿里1号探测器，它建成后将是全球规模最大的原初引力波探测器阵列。”阿里项目常务副经理李虹介绍。他们聘请了斯坦福大学郭兆林教授作为科学顾问，共同研制探测器，“探测器研制成功后，还要进行科学调试、试运行，到正式收取数据，大约需要三到五年。”

当阿里1号开始正式运行，原初引力波的北半球观测窗口将正式开启。张新民说：“阿里和智利的阿塔卡马沙漠类似，都处于中纬度，扫过的天区面积比南极、格陵兰岛这样的高纬度地区要大很多。”北半球与南半球所能探测的宇宙区域是不同的，因此当北天窗口打开，科学家就能形成全天覆盖的观测网络，探测数据将可与南极的实验数据相互验证，还能够提高探测能力，开展多频段探测。

阿里1号望远镜建成后，将成为世界上海拔最高的原初引力波观测站。而这仅仅是第一步。李虹介绍，待阿里1号开始观测后，项目团队将会继续研发灵敏度更高的阿里2号探测器，台址也将会选在海拔更高的地方，“大气越稀薄、水汽含量越少，干扰就越小，观测到原初引力波痕迹的可能性也就越大。”

张新民说，阿里项目将有力推动我国低温超导探测技术发展，同时通过中美合作，将在超导微波探测器、超低温制冷系统等方面，极大提高我国的技术水平，提升我国自主研发和探测能力。