摘要:在探测到第一个引力波的十年后,全球物理学家继续推动引力波科学的发展,20亿欧元的爱因斯坦望远镜(ET)项目正朝着实现更高灵敏度的目标迈进。作为第三代引力波探测器的候选,爱因斯坦望远镜将建造在地下数百米的地点,目前有三个地区争夺其建设地点,科学家们正在就这些地区
信息来源:https://physicsworld.com/a/physicists-set-to-decide-location-for-next-generation-einstein-telescope/
在探测到第一个引力波的十年后,全球物理学家继续推动引力波科学的发展,20亿欧元的爱因斯坦望远镜(ET)项目正朝着实现更高灵敏度的目标迈进。作为第三代引力波探测器的候选,爱因斯坦望远镜将建造在地下数百米的地点,目前有三个地区争夺其建设地点,科学家们正在就这些地区的适用性进行评估。
引力波的重大突破
地下深处爱因斯坦望远镜的一种设计需要双“L”探测器,其中双臂长 15 公里,探测器彼此相距较远,以提供一种定位引力波源的方法。(©马可·克兰/尼赫夫)
回顾2015年9月14日,华盛顿州的LIGO探测器首次探测到引力波,这一历史性事件掀开了天文学新篇章。从那时起,LIGO与意大利的VIRGO探测器合作,探测到数百个来自合并黑洞和中子星碰撞的引力波信号。最近,日本的KAGRA探测器也加入其中,进一步推动了引力波研究的发展。尽管如此,当前引力波的探测数量仍然无法满足未来科学探索的需求,这正是爱因斯坦望远镜项目应运而生的原因。
爱因斯坦望远镜旨在显著提高灵敏度,能够“监听”1000倍于当前探测器的宇宙体积。这将使其能够在一天内捕捉到与LIGO和VIRGO十年积累相当的引力波数据。新望远镜将推出低频(2-40 Hz)和高频(40 Hz-10 kHz)两种工作模式,以捕捉各种天体物理事件所产生的引力波。
选址的竞争
爱因斯坦望远镜项目的进展不仅依赖于其设计,还面临选址的挑战。目前,撒丁岛、比利时-德国-荷兰边境地区以及德国萨克森州是三个竞争地区。每个地区的科学团队正积极调查其地质特性,以评估其建设的适宜性。
撒丁岛的候选人宣称,该岛地处地震活动较少的稳定构造区,具有理想的环境来保护望远镜免受外部噪声干扰。而位于萨克森州的劳西茨地区则具备丰富的煤矿历史,使其地下的详细测绘成为可能,并且地质结构相对干燥,有助于隧道的建设。相比之下,位于比利时、德国和荷兰交汇处的候选地点也展示出硬质地下适于隧道建设的优越性。
决策还包括基础设施的可及性、政府支持以及该地区科研机构的存在。爱因斯坦望远镜无疑将为选定的地区带来丰富的经济回报和就业机会,这可能使比利时-德国-荷兰的候选地区在竞争中占优。
科学设计的选择
关于爱因斯坦望远镜的设计有两种主要方案:等边三角形设计和双L形设计。等边三角形的设计有助于未来与空间引力波探测器LISA的配合,而双L形设计则在科学目标上提供了更佳的定向能力。意大利候选的科学主任多梅尼科·杜尔索指出,双L形设计在源定位上将优于传统的三角形设计,从而提升整个探测的灵敏度和精确度。
然而,虽然两种设计都有其支持者,科学界也随着技术的发展和数据分析的挑战而表现出不同的看法。三角形设计可能受到环境噪声和模糊性的影响,但其处理“零流”(即探测器本身的噪声)能力,可以在未来的科学研究中提供更加清晰的结果。
未来展望
随着2026年研究结果的公布,最终的选址将于2027年确定,随后建设工作将兴起。爱因斯坦望远镜的建设不仅是对引力波探测技术的巨大推动,更标志着科学家们探索宇宙奥秘的决心和愿望。通过高度灵敏的探测器,科学界在捕捉宇宙中最壮观的事件方面将有全新的开放道路。
该项目的成功实施将使我们能够更深入地理解宇宙的秘密,从而推动一系列新的科学发现。因此,国际科研界正在紧密关注这一里程碑式的突破,共同期望爱因斯坦望远镜的诞生能够开启引力波研究的新纪元。
来源:人工智能学家