疫情之下 那些“高冷”的大型物理學(xué)設(shè)施還好嗎?

意大利Virgo引力波天文臺(tái)被迫關(guān)閉。圖片來源：《自然》網(wǎng)站

國(guó)際戰(zhàn)“疫”行動(dòng)

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(qū)的皮埃爾·俄歇天文臺(tái)是全球最大的宇宙射線天文臺(tái)，它由1600多個(gè)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(xiàn)已封國(guó)，維護(hù)人員無法定期維修探測(cè)器，包括更換故障電池等。項(xiàng)目經(jīng)理英葛·阿勒科特說：“由于長(zhǎng)期缺乏維護(hù)，設(shè)備將無法開展工作。目前，天文臺(tái)不得不關(guān)閉其熒光探測(cè)器，該探測(cè)器的使命是監(jiān)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(tái)并非唯一遭受沖擊的“大物理學(xué)”設(shè)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(xué)裝置，現(xiàn)在不得不減少運(yùn)行時(shí)間甚至完全暫停。當(dāng)然，也有一些仍堅(jiān)守陣地，繼續(xù)為我們揭示宇宙的奧秘。

閉門謝客 遠(yuǎn)程辦公

美國(guó)由于多州采取封城措施，境內(nèi)的一些大型實(shí)驗(yàn)室不得不暫停運(yùn)行。

美國(guó)能源部(DOE)擁有17個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，大多數(shù)已切換到遠(yuǎn)程辦公模式，很多重大實(shí)驗(yàn)也已停止。例如，位于紐約州布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一臺(tái)加速器已于3月20日結(jié)束數(shù)據(jù)采集工作，“比原計(jì)劃提前了3個(gè)月”;位于加州勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的核聚變國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)也已關(guān)閉。但能源部的同步輻射光源和4個(gè)超級(jí)計(jì)算中心仍堅(jiān)守在戰(zhàn)斗一線，為應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情作貢獻(xiàn)。

此外，世界上最大的粒子物理實(shí)驗(yàn)室——位于瑞士日內(nèi)瓦附近的歐洲核子研究中心(CERN)也不得不中止大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的升級(jí)工作。

無人值守 運(yùn)行依舊

當(dāng)然，仍有一些大型物理學(xué)項(xiàng)目不懼疫情沖擊，繼續(xù)收集數(shù)據(jù)，如加拿大的SNOLAB地下實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)旨在探測(cè)暗物質(zhì)和中微子，負(fù)責(zé)人奈杰爾·史密斯說，一些國(guó)際合作的大型實(shí)驗(yàn)由于有世界各地的團(tuán)隊(duì)成員監(jiān)視運(yùn)作情況，長(zhǎng)期以來，這些實(shí)驗(yàn)可以在缺少現(xiàn)場(chǎng)支持的情況下繼續(xù)運(yùn)行。史密斯說：“SNOLAB就屬于這種情況，遠(yuǎn)程操作能力已植入系統(tǒng)中，其主要探測(cè)器仍在運(yùn)行。”盡管如此，SNOLAB實(shí)驗(yàn)也受到一些影響，計(jì)劃好的升級(jí)建設(shè)工作將不得不延期。

意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與SNOLAB的命運(yùn)類似。意大利現(xiàn)已鎖國(guó)，該實(shí)驗(yàn)室的升級(jí)和建設(shè)工作被迫暫停，但其中微子和暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)仍在運(yùn)行。發(fā)言人羅伯塔·安托利尼對(duì)《自然》雜志表示：“格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室本身就是按照無人值守而設(shè)計(jì)的。”

位于美國(guó)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(tái)(LIGO)和位于意大利比薩附近的“室女座”(Virgo)引力波天文臺(tái)也都于3月27日關(guān)閉，以保護(hù)員工健康。Virgo發(fā)言人、荷蘭國(guó)立亞原子物理研究所的物理學(xué)家喬·范登布蘭德說，鑒于前往意大利已變得不可能，全面關(guān)閉是保護(hù)員工的唯一途徑。

這兩個(gè)天文臺(tái)原計(jì)劃今年4月底結(jié)束其本輪數(shù)據(jù)采集工作，并于5月進(jìn)行重大升級(jí)，將靈敏度提高一倍，并于2022年重新啟動(dòng)，“但現(xiàn)在所有安排都變得不可能了”。

但這并不意味著科學(xué)家無事可干。在從2019年4月1日開始的最新一輪運(yùn)行中，LIGO和Virgo采集了大量數(shù)據(jù)，包括56個(gè)“候選”碰撞事件，國(guó)際LIGO-Virgo合作組現(xiàn)在忙于分析這些數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)將持續(xù)數(shù)月時(shí)間。而且，幸運(yùn)的是，該合作組仍能使用德國(guó)萊布尼茨超級(jí)計(jì)算中心等設(shè)施。研究人員稱：“只要高性能計(jì)算設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)繼續(xù)運(yùn)行，我們應(yīng)該就能開展工作。”

幸運(yùn)加持 有條不紊

當(dāng)然，也并非所有大物理學(xué)裝置都遭受沖擊，總有一些“幸運(yùn)兒”暫時(shí)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(shè)施。目前，歐洲散裂中子源的建設(shè)工作正有條不紊地按計(jì)劃開展，預(yù)計(jì)2025年竣工。

日本神岡觀測(cè)站是“超級(jí)神岡”中微子探測(cè)器和“神岡引力波探測(cè)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(tuán)隊(duì)已經(jīng)持續(xù)工作了數(shù)月，調(diào)試于2月開始運(yùn)行的全新探測(cè)器。

當(dāng)我們將目光投向中國(guó)南方時(shí)，也會(huì)找到一名“幸運(yùn)兒”。中國(guó)江門中微子實(shí)驗(yàn)(JUNO)是位于地下的探測(cè)器，目前仍處于建設(shè)階段。JUNO工程辦主任劉蕾對(duì)《自然》雜志表示：“現(xiàn)在大多數(shù)人都恢復(fù)了正常工作。” 她估計(jì)該項(xiàng)目最多延遲3個(gè)月，仍有望在2022年開始實(shí)驗(yàn)。

阿蒙森-斯科特南極站是目前新冠病毒鞭長(zhǎng)莫及之處，隨著夏季的結(jié)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(zhǎng)時(shí)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(cè)站依然是凈土。IceCube發(fā)言人弗朗西斯·哈爾岑說：“探測(cè)器一直照常運(yùn)行并向北傳輸數(shù)據(jù)。”

疫情終會(huì)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(xù)充當(dāng)人類的眼睛、耳朵，為我們揭示宇宙的奧秘，傾聽宇宙的心聲。

關(guān)鍵詞： Virgo引力波天文臺(tái)被迫關(guān)閉