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疫情之下 那些“高冷”的大型物理學設施還好嗎?

2020-04-03 17:20 科技日報

意大利Virgo引力波天文臺被迫關閉。圖片來源:《自然》網站

  國際戰“疫”行動 

  幅員遼闊、人煙稀少的阿根廷南美大草原似乎是保持社交距離的理想之地。位于門多薩地區的皮埃爾·俄歇天文臺是全球最大的宇宙射線天文臺,它由1600多個汽車大小的塑料罐組成,這些塑料罐裝滿水,零星地散落于約3000平方公里的土地上,只有吃草的牛兒偶爾過來與之相伴。

  然而,這一人跡罕至的大草原也未能逃過新冠肺炎的“魔掌”。由于阿根廷現已封國,維護人員無法定期維修探測器,包括更換故障電池等。項目經理英葛·阿勒科特說:“由于長期缺乏維護,設備將無法開展工作。目前,天文臺不得不關閉其熒光探測器,該探測器的使命是監視宇宙射線中的紫外光。”

  新冠肺炎疫情肆虐全球,皮埃爾·俄歇天文臺并非唯一遭受沖擊的“大物理學”設施,與之同病相憐的“難兄難弟”還有很多。不少看起來“高冷”的大物理學裝置,現在不得不減少運行時間甚至完全暫停。當然,也有一些仍堅守陣地,繼續為我們揭示宇宙的奧秘。

  閉門謝客 遠程辦公 

  美國由于多州采取封城措施,境內的一些大型實驗室不得不暫停運行。

  美國能源部(DOE)擁有17個國家實驗室,大多數已切換到遠程辦公模式,很多重大實驗也已停止。例如,位于紐約州布魯克海文國家實驗室的一臺加速器已于3月20日結束數據采集工作,“比原計劃提前了3個月”;位于加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的核聚變國家點火裝置(NIF)也已關閉。但能源部的同步輻射光源和4個超級計算中心仍堅守在戰斗一線,為應對新冠肺炎疫情作貢獻。

  此外,世界上最大的粒子物理實驗室——位于瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究中心(CERN)也不得不中止大型強子對撞機(LHC)的升級工作。

  無人值守 運行依舊 

  當然,仍有一些大型物理學項目不懼疫情沖擊,繼續收集數據,如加拿大的SNOLAB地下實驗。該實驗旨在探測暗物質和中微子,負責人奈杰爾·史密斯說,一些國際合作的大型實驗由于有世界各地的團隊成員監視運作情況,長期以來,這些實驗可以在缺少現場支持的情況下繼續運行。史密斯說:“SNOLAB就屬于這種情況,遠程操作能力已植入系統中,其主要探測器仍在運行。”盡管如此,SNOLAB實驗也受到一些影響,計劃好的升級建設工作將不得不延期。

  意大利格蘭薩索國家實驗室與SNOLAB的命運類似。意大利現已鎖國,該實驗室的升級和建設工作被迫暫停,但其中微子和暗物質實驗仍在運行。發言人羅伯塔·安托利尼對《自然》雜志表示:“格蘭薩索國家實驗室本身就是按照無人值守而設計的。”

  位于美國路易斯安那州利文斯頓和華盛頓州漢福德的激光干涉引力波天文臺(LIGO)和位于意大利比薩附近的“室女座”(Virgo)引力波天文臺也都于3月27日關閉,以保護員工健康。Virgo發言人、荷蘭國立亞原子物理研究所的物理學家喬·范登布蘭德說,鑒于前往意大利已變得不可能,全面關閉是保護員工的唯一途徑。

  這兩個天文臺原計劃今年4月底結束其本輪數據采集工作,并于5月進行重大升級,將靈敏度提高一倍,并于2022年重新啟動,“但現在所有安排都變得不可能了”。

  但這并不意味著科學家無事可干。在從2019年4月1日開始的最新一輪運行中,LIGO和Virgo采集了大量數據,包括56個“候選”碰撞事件,國際LIGO-Virgo合作組現在忙于分析這些數據,預計將持續數月時間。而且,幸運的是,該合作組仍能使用德國萊布尼茨超級計算中心等設施。研究人員稱:“只要高性能計算設備和互聯網繼續運行,我們應該就能開展工作。”

  幸運加持 有條不紊 

  當然,也并非所有大物理學裝置都遭受沖擊,總有一些“幸運兒”暫時躲過了劫難。比如位于瑞典隆德的歐洲散裂中子源,是全球首屈一指的中子束設施。目前,歐洲散裂中子源的建設工作正有條不紊地按計劃開展,預計2025年竣工。

  日本神岡觀測站是“超級神岡”中微子探測器和“神岡引力波探測器”(KAGRA)所在地,它也暫未受到疫情影響。KAGRA成員児玉恵子說,她的團隊已經持續工作了數月,調試于2月開始運行的全新探測器。

  當我們將目光投向中國南方時,也會找到一名“幸運兒”。中國江門中微子實驗(JUNO)是位于地下的探測器,目前仍處于建設階段。JUNO工程辦主任劉蕾對《自然》雜志表示:“現在大多數人都恢復了正常工作。” 她估計該項目最多延遲3個月,仍有望在2022年開始實驗。

  阿蒙森-斯科特南極站是目前新冠病毒鞭長莫及之處,隨著夏季的結束,往返南極洲的航班已于2月停止,在南極越冬的工作人員已隔離了足夠長時間,目前看來,新冠病毒并未造訪此地。位于此處的“冰立方”(IceCube)中微子觀測站依然是凈土。IceCube發言人弗朗西斯·哈爾岑說:“探測器一直照常運行并向北傳輸數據。”

  疫情終會過去,一切又將如昨。待到人間煙火氣再次彌漫,這些不沾煙火氣的“高冷”裝置仍將繼續充當人類的眼睛、耳朵,為我們揭示宇宙的奧秘,傾聽宇宙的心聲。(記者 劉霞)

 
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