空間引力波探測競爭中的中國元素

■記者 王佳雯

5月26日至29日，中國科學院大學主辦的「空間引力波探測國際會議」吸引了全球引力波探測研究團隊的目光。

作為首次在中國召開的大型空間引力波國際會議，此次會議在探討引力波物理學、引力波探測的任務策略與計劃、引力波探測的前沿與國際合作等科學議題的同時，也展露了國際競爭與合作並存的全球引力波探測圖景，以及中國科學家在其中的貢獻。

加速的國際競爭

美國激光干涉引力波天文台（LIGO）兩次直接探測到引力波信號，為相關研究提供了出發點和進一步的研究依據，正如LIGO科學合作組織核心成員、加州理工大學教授陳雁北所說，LIGO的探測結果，令「這一領域比以前活躍了很多」。

事實上，與引力波探測有關研究活動的活躍，更體現在其不斷加劇的科學競爭中。在此次會議上，歐洲與美國合作的激光干涉空間引力波觀測項目（LISA）宣布了最新的進展，其中便透露出了引力波探測國際競爭加劇的意味。

「LISA進展非常快，比預計快了4到5年時間。」中科院高能物理所研究員張雙南告訴《中國科學報》記者，科學家希望原定於2034年左右發射的LISA空間引力波探測裝置，有望提前至2030年升空。

不過，對LISA的加速進步，「太極計劃」首席科學家、中科院院士胡文瑞、吳岳良卻都認為，LISA於2030年發射升空，只是科學家的願望，實現起來難度比較大。

儘管如此，張雙南還是從LISA的推進中，看到了引力波空間探測國際競爭的緊迫性。他告訴記者，如果我國的探測計劃相較於歐美晚很多年，就會出現「大魚被撈完」，只能「撈到小魚小蝦」的局面。

在競爭中謀合作

雖然引力波探測相關研究的國際競爭日趨激烈，但不可否認的是，在類似的大科學計劃中，不同科學機構間的國際合作已成為發展趨勢。

「在『太極計劃』啟動前，我們曾規划了兩種路線圖，其中之一是參與LISA的國際合作。」吳岳良說，LIGO的探測結果給了中國科學家信心，因而才誕生了中國科學家自主發起的「太極計劃」。

儘管如此，對「太極計劃」而言，國際合作仍具有十分重要的意義。「我們是既競爭又合作。」吳岳良如是評價同樣為空間引力波探測項目的「太極計劃」與LISA。

事實上，通過這次會議的研討和交流，科學家們期盼將有兩個空間引力波探測實驗同時在太陽軌道上運行，聯合觀測，實現更大的科學目標。

「我們希望有實質性的國際合作，吸引掌握先進技術的團隊加入。」張雙南指出，應當充分認識到我國在相關領域與歐美等國家間的差距，並鼓勵中國科學家積极參与到國際項目中交流學習。

「像LIGO這種項目，我們參加進去，分享科學成果、鍛煉隊伍，對我們自己發起項目也是很重要的。」張雙南說。

此外，引力波探測的合作還體現在空間探測與地面探測的有機互動中。

陳雁北告訴記者，一方面，空間探測和地面探測可以實現對同類天體的不同觀測，進一步加深科學家對天體演化運動的認識。另一方面，空間探測與地面探測的人員和技術具有相關性，也可以通過合作推動相關技術的快速發展。

「中國很多學校、科研單位有這樣的能力，對他們而言，這是開拓科研新領域的好機會。」陳雁北說，如果中國科學家未參與到LIGO下一代地面探測器的研究工作，將是一件十分可惜的事。

集中力量作出中國貢獻

在本次會議上，記者也關注到了「太極計劃」團隊牽頭髮起的「太極計劃」科學聯盟。與美國LIGO科學聯盟類似，「太極計劃」科學聯盟也期望能夠聯合國內外相關研究團隊，協同攻關，為「太極計劃」的科學目標和技術難題尋找突破的途徑。

據悉，該聯盟將以中科院相關研究團隊為核心，匯聚國內相關研究力量，針對現有技術難點進行集中攻關。

吳岳良告訴記者，國內一部分技術已經接近於「太極計劃」的要求，如望遠鏡、激光干涉地面實驗室的精度等，只是需要提高精度並滿足在空間運行的新要求。

不過，專家也坦言，在實驗物理層面，我國的技術儲備仍相對不足。計劃於2030年到2035年間發射的「太極計劃」空間引力波探測器，也將利用這十幾年的時間突破技術難題。這也是該科學聯盟發起的主要目的。

胡文瑞告訴記者，該聯盟已經會聚起了許多人才，「太極計劃」的相關工作進展也十分順利。他希望，未來通過國家相關科學計劃，將全國力量歸攏到一起，共同推動中國引力波探測相關研究工作的開展。

吳岳良最後告訴記者，由於空間探測的引力波源比地面要更豐富，在空間引力波探測器運行之後，未來探測到引力波將成為常態。「我們一定可以看到一些之前沒看到的東西，這將是中國科學家在引力波探測中的貢獻。」他說。

[責任編輯:宋雅娟]

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