香山科學(xué)會議:凝聚科學(xué)目標(biāo) 統(tǒng)籌大科學(xué)裝置建設(shè)與應(yīng)用
“10米左右口徑光學(xué)天文望遠鏡是天文界的溫飽水平,是生活必需品。”中國科學(xué)院院士、天體物理學(xué)家韓占文近日在香山科學(xué)會議上指出,我國應(yīng)盡快開展大型光學(xué)望遠鏡建設(shè),加快光學(xué)天文的發(fā)展。
7月13—15日,聚焦大科學(xué)裝置建設(shè)與應(yīng)用的香山科學(xué)會議“大科學(xué)裝置前沿研究”專題討論會在北京召開,除了廣受關(guān)注的天文望遠鏡之外,會議還圍繞粒子物理、核物理、強磁場、綜合極端條件、先進光源、中子源及交叉學(xué)科等領(lǐng)域大科學(xué)裝置的基礎(chǔ)前沿問題進行了深入討論。
呼吁盡快建設(shè)大型光學(xué)望遠鏡
天文學(xué)是以觀測為基礎(chǔ)的科學(xué),且光學(xué)天文具有其他觀測波段不可比擬的獨特優(yōu)勢。當(dāng)前,歐美國家已建成了十余臺4—10米口徑的大中型光學(xué)望遠鏡,而我國在這一量級僅有1臺4米級的郭守敬望遠鏡(LAMOST),中國科學(xué)院國家天文臺副臺長劉繼峰認(rèn)為,“我國光學(xué)天文望遠鏡設(shè)備發(fā)展已遠遠落后于國際水平”。為此,北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所所長何子山建議,“我國需要優(yōu)先發(fā)展口徑比較大的光學(xué)通用望遠鏡”。
天文學(xué)觀測是分波段進行的,根據(jù)波長的長短,可分別利用射電望遠鏡、光學(xué)望遠鏡、紫外望遠鏡、X射線望遠鏡和γ射線望遠鏡進行。在射電領(lǐng)域,我國已經(jīng)擁有了“中國天眼”FAST;在空間天文領(lǐng)域,中國空間站望遠鏡也已在計劃之中;但在光學(xué)天文方面,劉繼峰表示,“大型光學(xué)天文設(shè)施的缺乏已成為阻礙我國天文觀測體系充分發(fā)揮潛力的瓶頸,急需補齊短板”。中國科學(xué)院院士、LAMOST項目總工程師崔向群也認(rèn)為,“光學(xué)天文上不去,我國要成為天文強國是不可能的,因此光學(xué)的發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急”。
期待展開全頻段觀測
中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員李婧介紹說,射電天文分為低頻射電和高頻射電兩部分,F(xiàn)AST作為當(dāng)前低頻射電的代表,自運行以來已在快速射電暴、毫秒脈沖星等多個領(lǐng)域取得了世界領(lǐng)先的成果。為延續(xù)我國的現(xiàn)有領(lǐng)先優(yōu)勢,我國科學(xué)家計劃以FAST為基礎(chǔ),建設(shè)大型望遠鏡干涉陣列,以實現(xiàn)更高精度的定位并進一步提高搜尋效率。
北京大學(xué)教授、中國科學(xué)院國家天文臺研究員李柯伽告訴記者,“大型干涉陣的推進將在快速射電暴、宇宙再電離、脈沖星、星系、行星、太陽系深空探測等領(lǐng)域取得重大突破”。
在FAST的領(lǐng)航下,李婧期待著可以進一步展開自主的全頻段觀測。據(jù)李婧介紹,在高頻射電方面,我國的觀測設(shè)施幾乎空白,而發(fā)達國家已經(jīng)建成了阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA),為黑洞照片的拍攝起到了關(guān)鍵作用。李婧表示:“其實我國已經(jīng)擁有了成熟的亞毫米波技術(shù)儲備,國際大型項目中都有我國技術(shù)的身影。目前,我們已經(jīng)在青藏高原勘察到了合適的臺址,期待在近期自主建設(shè)一臺15米亞毫米波望遠鏡,并使其主要性能達到國際前沿?!贝尴蛉赫J(rèn)為,“我國在這一波段已具有很高的技術(shù)水平,但一直沒有自主的觀測設(shè)備,是很可惜的。”中國科學(xué)院國家天文臺研究員鄭曉年也建議盡快啟動項目建設(shè)。
多點并進推動重大科學(xué)問題突破
大科學(xué)裝置的建設(shè)與使用將促進研究方法和技術(shù)的創(chuàng)新,有利于重大科學(xué)瓶頸問題的突破。
中國科學(xué)院上海高等研究院副院長邰仁忠介紹,我國已建成包括同步輻射光源、自由電子激光、空間環(huán)境地面模擬裝置(地面空間站)等在內(nèi)的多臺大科學(xué)裝置并開展了多學(xué)科交叉研究工作。
上海交通大學(xué)與中國科學(xué)院上海高等研究院聯(lián)合開展了利用同步輻射X射線技術(shù)進行猴腦成像的研究;散裂中子源科學(xué)中心利用中子散射優(yōu)勢,推進與材料相關(guān)的基礎(chǔ)問題突破;中國航天員科研訓(xùn)練中心依托地面空間站模擬空間環(huán)境,為探尋面向未來的空間生命科學(xué)和航天醫(yī)學(xué)研究的新途徑提供借鑒。在“十四五”時期,我國還將重點在能源、材料、信息、環(huán)境和生命健康等領(lǐng)域,依托大科學(xué)裝置取得更多標(biāo)志性成果。
與會專家認(rèn)為,大科學(xué)裝置本身具有非常強的帶動作用,希望通過此次會議可以進一步統(tǒng)籌大科學(xué)裝置發(fā)展,進一步考慮怎樣進行有組織的大科學(xué)研究、怎樣綜合利用我國現(xiàn)有的大科學(xué)裝置為大科學(xué)研究服務(wù),尤其要重點關(guān)注可以打開科學(xué)大門、引領(lǐng)整個學(xué)科發(fā)展的重大科學(xué)前沿。
◎本報記者 畢文婷
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