2022多個大型儀器“王者歸來” 物理學迎來豐收一年

　　【儀表網(wǎng) 儀表產業(yè)】導讀：2022年注定是不平凡的一年。今年，多個大型儀器將“王者歸來”。隨著多個大型儀器重啟，物理學或將迎來豐收一年。
 

　　1.強子對撞機
 

　　在經(jīng)歷數(shù)年停機升級后，歐洲核子研究中心大型強子對撞機擬于今年重啟，開始第三階段運行。大型強子對撞器(Large Hadron Collider，LHC)，是一座位于瑞士日內瓦近郊歐洲核子研究組織CERN的粒子加速器與對撞機，作為國際高能物理學研究之用。在建造這個大型實驗裝置的過程中，科學家已經(jīng)獲得了許多科研成果，已經(jīng)改善了人們的生活。比如，人們今天常用的互聯(lián)網(wǎng)最初就是歐洲核子研究中心的科學家為了解決數(shù)據(jù)傳輸問題而發(fā)明的。另外，強子對撞機還將帶來一些意想不到的科研成果，譬如改進癌癥治療、摧毀核廢料的方法以及幫助科學家研究氣候變化等。現(xiàn)有的放射療法可能會在殺死癌細胞的同時傷害周圍的健康組織，對撞機產生的高能粒子束能夠將這種傷害降到最低，因為它們能夠穿過健康組織，只對腫瘤發(fā)揮作用。一些氣象學家表示，如果發(fā)現(xiàn)高能粒子束促成了云的形成，人們將來可以通過控制宇宙射線來改變氣候。
 

　　2.激光干涉引力波天文臺
 

　　美國激光干涉引力波天文臺和歐洲“處女座”探測器將于今年完成升級后開始新的探測活動。激光干涉引力波天文臺(簡稱：LIGO)，是借助于激光干涉儀來聆聽來自宇宙深處引力波的大型研究儀器。LIGO由兩個干涉儀組成，每一個都帶有兩個4千米長的臂并組成L型，它們分別位于相距3000千米的美國南海岸Livingston和美國西北海岸Hanford。每個臂由直徑為1.2米的真空鋼管組成。在光學方面，它用到高功率的連續(xù)穩(wěn)定激光，加工極為精細的低吸收鏡子以及FP腔和功率循環(huán)腔。在機械方面，它用到被動阻尼和主動阻尼的隔震技術以及真空技術。在信息技術方面舉一個例子，它于2015年秋天的運算量相當于一個四核電腦運算一千年。上面只羅列了LIGO使用的主要技術特點。除此之外，LIGO的研究團隊還在不斷地想辦法對儀器進行升級。
 

　　3.引力波探測器
 

　　日本神岡引力波探測器也將加入進來，科學家希望將引力波探測頻率從每周一次提升到每天一次或多次。引力波探測器(英語：Gravitational-wave observatory)是引力波天文學中用于探測引力波的裝置。引力波是加速中的質量在時空中所產生的漣漪。阿爾伯特·愛因斯坦在1916年首次提出引力波的概念。通過探測引力波，可以對廣義相對論進行實驗驗證。常用的探測器有棒狀探測器和激光干涉儀等，這些探測器的主要運作原理是測量引力波通過時對兩個相隔遙遠位置之間距離的影響。1960年代起，多個引力波探測器陸續(xù)被建造與啟用，并在探測器靈敏度上有不斷的進步?，F(xiàn)今，這些探測器已具備探測銀河系以內與以外的引力波源的功能，是引力波天文學的主要探測工具。
 

　　4.詹姆斯·韋布空間望遠鏡
 

　　美國詹姆斯·韋布空間望遠鏡預計6月底前正式“上崗”，它將觀測宇宙形成后的第一批星系，帶領人類“進入一個宇宙史上的未知時代”。詹姆斯·韋布太空望遠鏡(James Webb Space Telescope，縮寫JWST)是美國航空航天局、歐洲航天局和加拿大航空航天局聯(lián)合研發(fā)的紅外線觀測用太空望遠鏡，為哈勃空間望遠鏡的繼任者 。詹姆斯·韋布太空望遠鏡的質量為6.2噸，約為哈勃空間望遠鏡(11噸)的一半。主反射鏡由鈹制成，口徑達到6.5米，面積為哈勃太空望遠鏡的5倍以上。它還能在近紅外波段工作、能在接近絕對零度(相當于零下273.15攝氏度)的環(huán)境中運行。
 

　　詹姆斯韋布太空望遠鏡的主要的任務是調查作為大爆炸理論的殘余紅外線證據(jù)(宇宙微波背景輻射)，即觀測今天可見宇宙的初期狀態(tài)。為達成此目的，它配備了高敏度紅外線傳感器、光譜器等。 為便于觀測，機體要能承受極限低溫，也要避開太陽和地球的光等等。為此，詹姆斯韋布太空望遠鏡附帶了可折疊的遮光板，以屏蔽會成為干擾的光源。因其處于拉格朗日點，地球和太陽在望遠鏡的視界總處于一樣的相對位置，不用頻繁的修正位置也能讓遮光板確實的發(fā)揮功效。
 

　　資料來源：百科、新華網(wǎng)