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走近引力波探测器之父:从小混混到科学家

2016-08-18 10:30 南方网

  谦逊令人印象深刻

  在参与COBE项目很久之前,当Weiss还过着任性不羁且无任何保障的日子时,他便产生了后来演变成LIGO的想法。上世纪60年代末,MIT物理学系让Weiss教授一门关于广义相对论的研究生课程。“我不能告诉他们,自己不懂任何广义相对论的知识。”他说。为此,努力让自己比学生抢先一步的Weiss开始关注引力的实验验证。

  学生请Weiss讨论马里兰大学帕克分校工程师Joseph Weber试图利用圆柱形铝棒探测引力波的试验。广义相对论认为,诸如两个黑洞等相互围绕旋转的质量极大的物体应当在时空中辐射出涟漪。Weber提出,这些涟漪——引力波——会拉伸他的圆柱体,并且使其像音叉一样振动。1969年,Weber宣称发现了引力波,但其他人无法重现。

  Weiss并未掌握Weber的方法,因此他基于被称为干涉仪的L形设备发明了自己的方法。该设备可将一个激光束分离,然后将获得的两束激光送往相互垂直的“分支”。这些激光束被镜子反射,并且重新回到分束器。如果“分支”的长度完全相同,那么光波会同步返回并重新结合,从而使光朝着激光器“回流”。然而,如果“分支”的长度相差哪怕是光线波长的一小部分,失准的重叠会使一些光从垂直的“黑点”中泄漏出去。Weiss意识到,这一输出值能揭示由此通过且通常使“分支”产生不同程度拉伸的引力波。他让学生在家庭作业中仔细考虑这一想法,并且在季刊——《MIT电子研究实验室》上发表了一份23页的报道。LIGO便萌芽于这篇文章。

  Weiss坚持认为,当时干涉仪探测器的概念已经“广为流传”。不过,其他人表示,Weiss最先清楚地说明了探测器应当有几公里长,并且描述了如何处理各种会淹没难以捉摸的引力波的噪音。

  如今,随着物理学家希望他共享诺贝尔奖,Weiss恬淡的生活似乎注定要被打破。自从LIGO团队在2月份宣布他们的发现后,Weiss和LIGO的共同创始人——来自加州理工学院的Kip Thorne以及从该校退休的Ronald Drever已经获得了若干荣誉:特别突破奖、格鲁伯宇宙学奖、邵逸夫天文学奖和卡弗里天体物理学奖。“说实话,这些奖励让我心惊肉跳。”Weiss说,他计划将90%的奖金用于帮助研究生。在很多从来都不是主角的故事中,Weiss的谦逊令人印象深刻。“他是一个非常谦虚的人。”身为朋友的Wallach表示,“这就是他自身魅力的一部分。” (宗华)(来源:中国科学报)

编辑: 邹长森
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