從設(shè)想到成功：LIGO的漫漫長路

陸默/編譯

從設(shè)想到成功：LIGO的漫漫長路

陸默/編譯

路易斯安那州利文斯頓的LIGO干涉儀4公里長的雙臂，檢測空間的延伸

建立激光干涉引力波天文臺（LIGO）經(jīng)歷了一個漫長的故事。1972年，麻省理工學(xué)院的物理學(xué)家雷納·韋斯（Rainer Weiss）提出：可用他稱為干涉儀的設(shè)備來探測時空中的漣漪。但是，直到2002年，位于路易斯安那州利文斯頓和華盛頓州漢福德的巨大干涉儀才檢測和獲取數(shù)據(jù)。在經(jīng)過了一項2.05億美元的五年升級計劃之后，2015年9月14日檢測到了引力波信號。

韋斯說，在加州理工學(xué)院理論物理學(xué)家基普·索恩（Kip Thorne）對引力波探測儀產(chǎn)生興趣之后，LIGO計劃才開始有了眉目。1975年夏天，韋斯和索恩參加了美國國家航空航天局在華盛頓舉行的一次研討會，索恩忘了預(yù)定酒店房間，韋斯邀請他到自己的房間，兩人聊了整個通宵。索恩對韋斯的計劃心存疑慮，認(rèn)為這個計劃行不通。但索恩“很快改變了想法，成為這個計劃的堅定擁護者。”韋斯回憶道。

索恩認(rèn)為LIGO計劃將是加州理工學(xué)院的一個機會，1979年他請來了英國格拉斯哥大學(xué)物理學(xué)家羅納德·德雷弗（Ronald Drever），索恩也邀請韋斯加入加州理工學(xué)院的研究工作。

韋斯很期待能與德雷弗一起工作，但“德雷弗并不想和我一起工作，也不想和其他人合作，他來到美國是準(zhǔn)備獨立研究的。”因此在好幾年的時間里，德雷弗、索恩和韋斯就像各自為戰(zhàn)的“三駕馬車”奔跑在這個項目上，他們在麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院獨自建立了自己的原型機，直到1987年，美國國家科學(xué)基金會要求他們在某個“主管”領(lǐng)導(dǎo)下將他們的研究成果結(jié)合起來。

這個“主管”是當(dāng)時理工學(xué)院的教務(wù)長羅切斯·沃格特（Rochus Vogt），在和德雷弗交涉未果后，沃格特于1992年將德雷弗“踢出了局”，換掉了他辦公室的鎖。不過沃格特向國會提交這個項目很有效率，在他的指導(dǎo)下，研究小組為這個雙臂干涉儀寫了“非常好的提議”，加州理工學(xué)院LIGO物理學(xué)家邁克爾·祖克爾（Michael Zucker）說道。但沃格特沒能將LIGO項目一直管到底。“他設(shè)想一個規(guī)模很小的精英研究小組來做這件事，這是他估計失誤。”祖克爾說道。1994年，加州理工學(xué)院以粒子物理學(xué)家巴里·巴里斯（Barry Barish）取代了沃格特，巴里斯很快擴大了這個項目的陣容。“他將這個項目的人員整合在一起，許多個人之間的爭論也終于平息。”韋斯說道。至此，美國國家科學(xué)基金會才批準(zhǔn)了3億美元用于這個項目的建設(shè)。

與此同時，韋斯也無法說服麻省理工學(xué)院在這個項目中發(fā)揮更大的作用。韋斯回憶說，有一次，國家科學(xué)基金會物理學(xué)部門主任馬塞爾·巴登（Marcel Bardon）來到麻省理工學(xué)院，敦促MIT科學(xué)系主任約翰·多伊奇（John Deutch）在LIGO項目上投入更多資金。但麻省理工學(xué)院的一些管理人員和物理學(xué)家都反對LIGO計劃。

韋斯堅持為這個LIGO項目而努力，最近幾年里，韋斯一直在致力于解決LIGO干涉儀8公里長真空系統(tǒng)的泄漏問題。

多年來，韋斯遭受到不少的挫折，他的兒子、波士頓美術(shù)博物館館長本杰明·韋斯（Benjamin Weiss）說道。“我們經(jīng)常在餐桌上聽到他提到德雷弗、沃格特這些人的名字。”晚餐后，在鋼琴邊坐一會，在家里其他人都上床休息后，他還在餐桌邊，拿著一本便箋，繼續(xù)思考和工作著。

[資料來源：Science][責(zé)任編輯：岳峰]