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LIGO朝聖記

(2016-06-05 17:24:23) 下一個

2016年2月11號,剛剛從三年前發現希格斯粒子的激動氣氛中稍許平靜下來的物理界,突然又爆出一個大新聞:困擾人們一百年的引力波,終於找到了!消息一出,網上沸騰。這個確實厲害,原因有三:第一,以前引力波隻是一個理論假設,雖有間接證據,卻沒有直接證實,這下好了,找到了。同時也開啟了一個嶄新的天文學領域,前景不可限量。第二,測量的設備雖說不是經天緯地,但也堪稱氣勢宏大:兩個台站,相隔幾千公裏連鎖,從東南到西北橫跨美國大陸。每台有兩條筆直的激光管道,每條長達4公裏。使用的技術門類也極為複雜先進。還有一點尤其值得驚歎,那就是物理學人的恒心和耐力,在一個非常冷門的專業,幾十年專心致誌,苦苦探求,終於修成正果。正是這鍥而不舍的精神深深打動了我,我決定找個機會去“聖地”朝拜。

也巧了,上網一查,其中的一個觀測站就在路易斯安那州,隔我住的休斯頓隻有四五小時車程。實驗室每月隻有一個周末對外開放,2月20號星期六正好是發現引力波以後的頭一次開放,為此他們還特地把開始時間從平時的下午一點改成上午十點,不用猶豫,就趕這一趟了。

星期六一早八點,驅車向東,直奔Livingston。五小時後,到達小鎮。正擔心找不到地方,丁字路口高掛一個非常小的牌子,上麵隻有四個字母:LIGO,聖地果然在此。公路向密林裏延伸,正疑惑是否錯過地方,路旁赫然出現LIGO的大牌子:激光幹涉引力波天文台,內心一下肅然起敬。

慢慢開進停車場,裏麵已經有滿場的車輛。參觀不要門票,也沒有安全檢查一類的手續,人們慕名來這,都是懷著對科學的極大好奇和熱愛。一進科普大樓,迎麵就是那幾張熟悉的引力波信號圖,來之前已經在物理雜誌的網站上看過。在報告廳聽完實驗室負責人的介紹,跟著眾人來到控製中心參觀。這就是創造曆史的地方:牆上掛滿了屏幕,GPS時鍾,噪音水平顯示,大地波動信號,等等。最關鍵的就是那個激光信號屏,兩條彩色曲線,猶如細水微瀾,不停地在時空裏平穩蕩漾。如果突然跳動幾下,那又將是一道宇宙波瀾從地球閃過 …….

從大樓出來,繞到後麵,眼前就是觀測站的主角:長達四公裏的超高真空激光通道。混凝土外殼有一人多高,筆直向樹林遠處延伸,一眼望不到邊。身背後,與之成直角的是另一條通道,也是四公裏長。我對這個距離印象深刻,因為從我們村到鎮裏就是這個距離,小時候來回不知走過多少次,中間要穿過很多田野村莊,而這裏全是森林。

就是這兩條長長的管道,猶如巨人張開的雙臂,隨時準備擁抱天外來客。當引力波掃過太空的時候,整個地球隨之伸縮,猶如嬰兒捏氣球一樣輕易!兩臂長度隨之變化,兩束激光的路程不一樣了,引起幹涉強度的變化,被探測器記錄。這次探測到的引力波所造成的兩臂一長一短之差到底有多少?一毫米?不,一毫米太長太長。實際的變化隻有質子直徑的千分之一,太細微了! 這技術真可謂鬼斧神工!這其中的隔震技術非常關鍵,任何能引起光學係統波動的因素都必須徹底消除,這就是為什麽門口有牌子提醒車輛緩行。還有,比如南麵墨西哥灣的海浪,公路交通,地震等等的影響。據介紹,現在即使管道兩邊伐木場的機械運行和大樹倒下,也不會影響儀器的正常工作。

我一直看著眼前外表粗黑的混凝土管道,實在覺得不可思議。一邊是以光速飛行了十幾億年的宇宙波瀾,一邊是可以探測到小數點後麵十九個零的長度變化,這是何等的人類智慧!

當世人在津津樂道隔空移物,隔山打牛的時候,一群人卻在寂寞無人的森林裏,埋頭開發最尖端的現代科學技術,日複一日,年複一年,不為紅塵所動,探測那即使隔著茫茫星係也能輕易移物的引力波,他們的人生是精彩的。

LIGO負責人講話結束的時候,屏幕上出現了科研人員的合影,講堂裏頓時響起了熱烈的掌聲,這是對敬業精神的掌聲,也是對科學崇敬的掌聲。

  1. LIGO全貌(Google截圖)

2. 兩個黑洞融合的示意圖以及由此產生的引力波信號。

3. 實驗室負責人講解。屏幕上的合作單位裏有清華大學。

4。參觀控製中心(照片中的男子懷抱嬰兒)。

5. 激光管道(向西的一臂)。

6. 兩條互相垂直的激光管道(遠處是向南延伸的一臂)。控製中心外麵的圓柱是液氮罐(用來抽真空)。

7. 站在激光管道旁邊。

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