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          諾貝爾物理學(xué)獎得主亮相上海:介紹LIGO前世今生

          時間:2017-12-18來源:澎湃新聞 作者:周航
           
          12月17日,雷納·韋斯(左三)、基普·索恩(左四)和巴里·巴里什(左五)在上海領(lǐng)取第二屆“復(fù)旦-中植科學(xué)獎”。 慕梁 攝
           
          12月17日,2017年諾貝爾物理學(xué)獎得主,雷納·韋斯、基普·索恩和巴里•巴里什同時現(xiàn)身上海。三人此行領(lǐng)取了第二屆“復(fù)旦-中植科學(xué)獎”。
           
          該獎項設(shè)立于2015年,每年輪流表彰在數(shù)學(xué)、物理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)三個學(xué)科領(lǐng)域做出原創(chuàng)性杰出貢獻的全球科學(xué)家,今年獎項聚焦物理學(xué)領(lǐng)域。
           
          9月21日,經(jīng)過遴選委員會初評和資深評委終審,雷納·韋斯、基普·索恩和巴里•巴里什三人獲得了第二屆復(fù)旦中植獎,分享三百萬人民幣獎金。而僅僅兩周后,三人共同獲得了2017年諾貝爾物理學(xué)獎。
           
          三人接連攬獲兩個大獎,蓋因他們在引力波研究上取得的杰出成就。引力波是“時空中的漣漪”,指時空在質(zhì)量面前彎曲,在伸展和壓縮的過程中,傳播開來的振動。
           
          2015年9月14日,激光干涉儀引力波天文臺(以下簡稱LIGO)首次觀測到了黑洞系統(tǒng)合并產(chǎn)生的引力波現(xiàn)象,印證了愛因斯坦廣義相對論的重要預(yù)言,從而也打開了人類觀察宇宙的新的窗口。
           
          雷納·韋斯等三人即在LIGO的創(chuàng)立和引力波探測上作出了決定性的貢獻。12月17日,第三屆“復(fù)旦科技創(chuàng)新論壇”上,“復(fù)旦-中植科學(xué)獎”評獎委員會主席丁肇中宣讀獲獎?wù)呙麊魏,韋斯、索恩和巴里什三人共同領(lǐng)取了獎項。
           
          現(xiàn)場,三人還發(fā)表了聯(lián)合報告《LIGO與引力波的發(fā)現(xiàn)》,介紹了引力波研究的前世今生,以及LIGO的發(fā)展歷程。
           
           
          雷納·韋斯發(fā)表報告《LIGO與引力波的發(fā)現(xiàn)》 慕梁 攝
           
          韋斯發(fā)明的激光干涉引力波探測器是LIGO裝置的基礎(chǔ)。他首次分析了探測器的主要噪聲來源,并領(lǐng)導(dǎo)了LIGO儀器科學(xué)的研究,最終使LIGO達到了足夠的靈敏度。
           
          韋斯回憶,LIGO裝置面臨著兩大挑戰(zhàn),一是需要極高的觀測精度,二是裝置需要穩(wěn)定的環(huán)境,而物理震動會帶來干擾。他介紹了如何通過鐘擺似的懸掛物,對噪音加以隔絕,仿若在飛機上乘客戴上了降噪耳機。
           
          基普·索恩發(fā)表報告《LIGO與引力波的發(fā)現(xiàn)》 慕梁 攝
           
          索恩也回憶,上世紀70年代,雷納·韋斯發(fā)明初代探測儀器時,大多數(shù)研究者并不認同這一方向,因為探索所需的精度實在太高,噪音消除太難,但韋斯四十年前即提出了相關(guān)理論,后來也證明是正確的。
           
          基普·索恩也在引力波研究上作出了杰出貢獻。他奠定了引力波探測的理論基礎(chǔ),開創(chuàng)了引力波波形計算以及數(shù)據(jù)分析的研究方向,對LIGO儀器科學(xué)也做出了重要貢獻,特別是提出了量子計量學(xué)理論的一系列基本概念。
           
          1984年,韋斯、索恩和另一位學(xué)者羅納德·德雷弗三人開始共同負責LIGO的雛形。索恩回憶,這是引力波研究的重要一刻,但在后來,也因為管理上的不足,項目推進太慢,岌岌可危,直到迎來了巴里·巴里什。
           
          索恩說,巴里·巴里什到來時項目只有50個工程技術(shù)人員,巴里什招兵買馬,團隊拓展到一千人以上,18個國家的技術(shù)工程人員參與其中。巴里·巴里什的出現(xiàn),及時挽救了這個項目。
           
           
          巴里·巴里什發(fā)表報告《LIGO與引力波的發(fā)現(xiàn)》 慕梁 攝
           
          巴里什回憶,LIGO上線后,經(jīng)過不斷改進和升級,才達到了理想的探測數(shù)值。而在未來,他也希望能達到最高的探測數(shù)值,這意味著宇宙觀測深度上成倍的提升。
           
          “現(xiàn)在,世界上有了更多的設(shè)備投入使用后,我們就能更好地定位天文事件發(fā)生的地點,”他說,“在接下來的六七年時間,我們也許能夠涵蓋更多的空間。”
           
          當天,第三屆“復(fù)旦科技創(chuàng)新論壇”上,1985年諾貝爾物理學(xué)獎得主克勞斯·馮·克里青,中科院院士潘建偉等嘉賓也分別發(fā)表了主旨演講。
           
          值得一提的,在晚上影片《星際穿越》的觀影會上,基普·索恩還會現(xiàn)場揭秘影片背后的科學(xué)故事。他是這部諾蘭執(zhí)導(dǎo)的科幻電影的唯一科學(xué)顧問。

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