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疫情之下 那些“高冷”的大型物理学设施还好吗?

来源:科技日报2020-04-03 09:25

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  意大利Virgo引力波天文台被迫关闭。图片来源:《自然》网站

  幅员辽阔、人烟稀少的阿根廷南美大草原似乎是保持社交距离的理想之地。位于门多萨地区的皮埃尔·俄歇天文台是全球最大的宇宙射线天文台,它由1600多个汽车大小的塑料罐组成,这些塑料罐装满水,零星地散落于约3000平方公里的土地上,只有吃草的牛儿偶尔过来与之相伴。

  然而,这一人迹罕至的大草原也未能逃过新冠肺炎的“魔掌”。由于阿根廷现已封国,维护人员无法定期维修探测器,包括更换故障电池等。项目经理英葛·阿勒科特说:“由于长期缺乏维护,设备将无法开展工作。目前,天文台不得不关闭其荧光探测器,该探测器的使命是监视宇宙射线中的紫外光。”

  新冠肺炎疫情肆虐全球,皮埃尔·俄歇天文台并非唯一遭受冲击的“大物理学”设施,与之同病相怜的“难兄难弟”还有很多。不少看起来“高冷”的大物理学装置,现在不得不减少运行时间甚至完全暂停。当然,也有一些仍坚守阵地,继续为我们揭示宇宙的奥秘。

  闭门谢客 远程办公

  美国由于多州采取封城措施,境内的一些大型实验室不得不暂停运行。

  美国能源部(DOE)拥有17个国家实验室,大多数已切换到远程办公模式,很多重大实验也已停止。例如,位于纽约州布鲁克海文国家实验室的一台加速器已于3月20日结束数据采集工作,“比原计划提前了3个月”;位于加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的核聚变国家点火装置(NIF)也已关闭。但能源部的同步辐射光源和4个超级计算中心仍坚守在战斗一线,为应对新冠肺炎疫情作贡献。

  此外,世界上最大的粒子物理实验室——位于瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)也不得不中止大型强子对撞机(LHC)的升级工作。

  无人值守 运行依旧

  当然,仍有一些大型物理学项目不惧疫情冲击,继续收集数据,如加拿大的SNOLAB地下实验。该实验旨在探测暗物质和中微子,负责人奈杰尔·史密斯说,一些国际合作的大型实验由于有世界各地的团队成员监视运作情况,长期以来,这些实验可以在缺少现场支持的情况下继续运行。史密斯说:“SNOLAB就属于这种情况,远程操作能力已植入系统中,其主要探测器仍在运行。”尽管如此,SNOLAB实验也受到一些影响,计划好的升级建设工作将不得不延期。

  意大利格兰萨索国家实验室与SNOLAB的命运类似。意大利现已锁国,该实验室的升级和建设工作被迫暂停,但其中微子和暗物质实验仍在运行。发言人罗伯塔·安托利尼对《自然》杂志表示:“格兰萨索国家实验室本身就是按照无人值守而设计的。”

  位于美国路易斯安那州利文斯顿和华盛顿州汉福德的激光干涉引力波天文台(LIGO)和位于意大利比萨附近的“室女座”(Virgo)引力波天文台也都于3月27日关闭,以保护员工健康。Virgo发言人、荷兰国立亚原子物理研究所的物理学家乔·范登布兰德说,鉴于前往意大利已变得不可能,全面关闭是保护员工的唯一途径。

  这两个天文台原计划今年4月底结束其本轮数据采集工作,并于5月进行重大升级,将灵敏度提高一倍,并于2022年重新启动,“但现在所有安排都变得不可能了”。

  但这并不意味着科学家无事可干。在从2019年4月1日开始的最新一轮运行中,LIGO和Virgo采集了大量数据,包括56个“候选”碰撞事件,国际LIGO-Virgo合作组现在忙于分析这些数据,预计将持续数月时间。而且,幸运的是,该合作组仍能使用德国莱布尼茨超级计算中心等设施。研究人员称:“只要高性能计算设备和互联网继续运行,我们应该就能开展工作。”

  幸运加持 有条不紊

  当然,也并非所有大物理学装置都遭受冲击,总有一些“幸运儿”暂时躲过了劫难。比如位于瑞典隆德的欧洲散裂中子源,是全球首屈一指的中子束设施。目前,欧洲散裂中子源的建设工作正有条不紊地按计划开展,预计2025年竣工。

  日本神冈观测站是“超级神冈”中微子探测器和“神冈引力波探测器”(KAGRA)所在地,它也暂未受到疫情影响。KAGRA成员児玉恵子说,她的团队已经持续工作了数月,调试于2月开始运行的全新探测器。

  当我们将目光投向中国南方时,也会找到一名“幸运儿”。中国江门中微子实验(JUNO)是位于地下的探测器,目前仍处于建设阶段。JUNO工程办主任刘蕾对《自然》杂志表示:“现在大多数人都恢复了正常工作。” 她估计该项目最多延迟3个月,仍有望在2022年开始实验。

  阿蒙森-斯科特南极站是目前新冠病毒鞭长莫及之处,随着夏季的结束,往返南极洲的航班已于2月停止,在南极越冬的工作人员已隔离了足够长时间,目前看来,新冠病毒并未造访此地。位于此处的“冰立方”(IceCube)中微子观测站依然是净土。IceCube发言人弗朗西斯·哈尔岑说:“探测器一直照常运行并向北传输数据。”

  疫情终会过去,一切又将如昨。待到人间烟火气再次弥漫,这些不沾烟火气的“高冷”装置仍将继续充当人类的眼睛、耳朵,为我们揭示宇宙的奥秘,倾听宇宙的心声。(记者 刘 霞)

[ 责编:赵宇豪 ]
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