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印度开始筹建全球第三个激光干涉引力波观测台

摘要: 在引力波这一由美国激光干涉引力波天文台主导的历史性发现后不到一周的时间内,联邦内阁于2月17日下发文件,批准于印度建设激光干涉引力波天文台。

 

Gravitational-Waves

竺道综合: 在引力波这一由美国激光干涉引力波天文台主导的历史性发现后不到一周的时间内,联邦内阁于2月17日下发文件,批准于印度建设激光干涉引力波天文台。

美国拥有两处激光干涉引力波天文台,而印度筹建的则是世界上的第三座。届时,该天文台将由印度“深蓝联盟”(印度引力波研究主导机构)主持建设并负责运营。该联盟主要由来自Gandhinagar的印度理工学院,Kanpur的金奈,Trivandrum,Kolkata和Pune的印度科学教育和研究中心,金奈数学研究中心,TIFR的ICTS中心和德里大学的科学家组成。

“深蓝联盟”从2011年起就开始为该天文台的建设进行游说。但是好几年过去了,该计划并未能获得通过。引力波的发现毫无疑问推了此计划一把。据报道,总理办公室力推此建设天文台的相关文件通过。印度激光干涉引力波天文台将由原子能部和科技部共同出资建设。

深蓝联盟的发言人Tarun Souradeep来自于大学天文和天体物理学交流中心,他说道:“我们已经进行了非常多细节的研究,并为天文台的建设规划了时间表。同时,我们也考察了潜在的几个地点,并排除了其中三四个。目前,我们对于天文台的乐观估计是,在资金实际到位后的六年半到八年时间内,印度的激光干涉引力波天文台可以正式运作。”

Pune的大学天文和天体物理学交流中心,Ahmedabad的Plasma研究中心和Indore的Raja Ramanna高新技术研究中心是深蓝联盟中的三个关键机构。

大学天文和天体物理学交流中心的员工中有很多印度最棒的天文学家,宇宙学家。其中的几位科学家目前已经开始着手于激光干涉引力波天文台的建设。Plasma研究中心由印度原子能部运营,是印度真空领域设计和制作最重要的研究机构。Raja Ramanna高新技术研究中心则也是由原子能部运营的主要研究激光和光学探测器的专业部门。

根据大学天文和天体物理学交流中心主席Somak Raychaudhury透露,印度的激光干涉引力波天文台在设计上和美国的两处天文台相类似,但会有一些新的改进。该天文台将由两个刚好四千米长的L型的隧道构成。每一个隧道中都有一条真空的管道。

激光光束将在真空管道中通过,并在两条隧道的分叉口分开。每一条隧道中都有大量的镜面,激光光束可以在隧道中折射。一个光电探测器被至于这样一个特定的角度中,只要两条隧道的长度完全一致,这个探测器就不会接收到任何的光。

引力波的通过会改变隧道的维度,而光电探测器就会探测到这些变化。整个设施要求十分精确,在悬挂镜面,制造真空环境等方面都需要大量的精巧设计,从而尽量减少来自其他方面的潜在干扰。同时,信号也需要不断地进行调整,从而可以去除来自于海浪,闪电,地震,驶过的卡车等现象的“噪音”。

美国激光干涉引力波天文台在设计三座设施激光和隔震的设计上得到了大量的资金支持,但它并未得到建造三座设施的批准。所以印度能够使用其中的一些多余设备。美国激光干涉引力波天文台将向印度转让价值1.4亿美元的相关设备。但是,除此之外的大量设备,所有的工程设计得依靠深蓝联盟自己完成。预期印度的相关产业将参与其中。

除了完全相同的尺寸,建设激光干涉引力波天文台还有很多其他令人畏惧的要求。激光干涉引力波天文台必须需建设在远离海洋,地震活跃程度低,距最近铁路15千米以外以及远离任何一条繁忙公路的地方。美国的光干涉引力波天文台建设在沼泽中(利文斯顿,路易斯安那)和废弃的核设施内(汉福德,华盛顿)。

最理想的情况下,天文台应该远离主要大型城市。但这会给大量的天文台工作人员的住宿问题带来问题。很明显,环境上的要求是非常苛刻的,深蓝联盟也将花费许多时间寻找最适合的地址,这也或许将会成为建设中主要的一个难题。

美国天文台花费了将近九年的时间建设,目前正在进行升级。相关成本在此阶段比较难以估计,但是深蓝联盟的科学家估计除去土地购买,整个建设将在未来的8-10年耗费126亿卢比。美国激光干涉引力波天文台将为印度提供价值1.4亿美元的设备。印度激光干涉引力波天文台的建设可能成为“印度发现”中的一个项目,目标使印度站在引力波领域的前沿。

 

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