欧洲绘制未来10年物理实验路线图

2010-8-15 10:36 来源: 科技日报
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  据《科学》杂志网站8月13日(北京时间)报道,伴随着粒子物理学与宇宙学的日益趋同,欧洲空间局(ESA)发布了有关宇宙空间任务与技术开发的路线图,这将指引2015年至2025年欧洲物理实验的发展方向。

  近年来物理学发展的一种趋势是,越来越多的研究人员倾向于利用空间任务来回答物理学基本问题,但这一过程中物理学家们往往会身陷“第二十二条军规”的窘境——为了更好了解宇宙,需要储备更丰富的物理知识;而想得到丰富的物理知识,又必须要先提高对宇宙的认识。

  针对此,新公布的计划除测试物理基本定律之外,还包括诸项在太空中进行的研究:搜寻引力波及其源头、在宇宙中实现量子力学试验、阐明暗物质与暗能量、寻找反物质,以及在物理学两大柱石理论——“相对论”与“量子力学”之间建立沟通互动,避免它们“各自为政”。天文学家们希望以上各项的成功,能借助宇宙得天独厚的环境条件。

  据介绍,公布的路线图计划包含有:

  “LISA探路者”测试任务。欧空局将于2012年发射3艘相隔约483万公里的飞船,其携带的激光干涉仪空间天线(LISA)技术,将用于探测引力波引起的时空变形,验证广义相对论的预测是否正确。

  “显微镜”任务。由欧空局与法国航天局联手打造,计划于2012年底发射,用于测试引力质量与惯性质量的相等性;而基于新技术所体现出的实验灵敏度,将有助于量子理论与相对论的统一。

  “太空原子钟”任务。太空原子钟系统(ACES)会在2013年登陆国际空间站,意味着太空的计时将进入原子时代。而当阿尔法物理常数不能保持始终如一时,原子钟系统会出现明显时间变化,这种情况下,广义相对论就有必要加以修正。

  “欧几里德”任务。这是欧空局正在研发中的一个望远镜项目,2017年或2018年发射后将开始着力绘制宇宙中星系分布图,并利用弱引力透镜对普通物质重力振荡进行监测,估算宇宙中暗能量与暗物质的总量。

  然而,该计划公布后,有科学家却对其中某些造价高昂(如太空原子钟)的项目不以为然。剑桥大学天体物理学家马丁·里斯相对看好“欧几里德”任务,他认为,物理基本法则就应产生于这样一些普通但有着丰富数据流量作支持的实验。