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引力波天文臺被迫關(guān)閉。圖片來源：《自然》網(wǎng)站

國際戰(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·俄歇天文臺是全球最大的宇宙射線天文臺，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，維護(hù)人員無法定期維修探測器，包括更換故障電池等。項(xiàng)目經(jīng)理英葛·阿勒科特說：“由于長期缺乏維護(hù)，設(shè)備將無法開展工作。目前，天文臺不得不關(guān)閉其熒光探測器，該探測器的使命是監(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。

美國能源部(DOE)擁有17個(gè)國家實(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家實(shí)驗(yàn)室的一臺加速器已于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·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的核聚變國家點(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)超級計(jì)算中心仍堅(jiān)守在戰(zhàn)斗一線，為應(yīng)對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)子對撞機(jī)(LHC)的升級工作。

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)旨在探測暗物質(zhì)和中微子，負(fù)責(zé)人奈杰爾·史密斯說，一些國際合作的大型實(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，長期以來，這些實(shí)驗(yàn)可以在缺少現(xiàn)場支持的情況下繼續(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)劃好的升級建設(shè)工作將不得不延期。

意大利格蘭薩索國家實(shí)驗(yàn)室與SNOLAB的命運(yùn)類似。意大利現(xiàn)已鎖國，該實(shí)驗(yàn)室的升級和建設(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《自然》雜志表示：“格蘭薩索國家實(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(LIGO)和位于意大利比薩附近的“室女座”(Virgo)引力波天文臺也都于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，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萊布尼茨超級計(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。

日本神岡觀測站是“超級神岡”中微子探測器和“神岡引力波探測器”(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)行的全新探測器。

當(dāng)我們將目光投向中國南方時(shí)，也會找到一名“幸運(yùn)兒”。中國江門中微子實(shí)驗(yàn)(JUNO)是位于地下的探測器，目前仍處于建設(shè)階段。JUNO工程辦主任劉蕾對《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)中微子觀測站依然是凈土。IceCube發(fā)言人弗朗西斯·哈爾岑說：“探測器一直照常運(yùn)行并向北傳輸數(shù)據(jù)。”

疫情終會過去，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引力波天文臺被迫關(guān)閉