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活力中国调研行丨地下方寸造“宇宙” 探秘这座“黑科技”实验室

2026-07-08 02:01:27 | 来源:新华社
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  长久以来,人类探索宇宙主要依靠远距离天文观测,只能被动捕捉太空信号。在上海交通大学李政道研究所,科研团队建成的实验室天体物理实验平台,依托三套顶尖科学装置,能够在地下实验室精准模拟宇宙极端物理环境。一起来看这一创新模式如何打破传统观测局限,为我国深空基础研究突破提供支撑。

  总台记者 陈阳:在上海交通大学李政道研究所的地下二层,这里是实验室天体物理实验平台,也是我国首个专门面向实验室天体物理研究的综合实验设施。地下深处如何研究浩瀚宇宙?要回答这个问题,首先把目光聚焦到整套系统的源头:激光大厅。

三区协同联动

构筑宇宙模拟实验室

  中部激光大厅是整套系统的“心脏”。工作人员正在调试一台飞秒激光器。它发出的激光束,会被极其精准分成两路,分别送到东、西两个实验区域,定位精度可以达到微米级,比头发丝还细得多。

  这两个区域各有分工:

  东部实验区,科研人员会用飞秒激光来开展实验,比如模拟“宇宙射线加速”的过程,相当于“动态实景复刻 ”宇宙的极速运动,探究背后的原理和规律。

  西部实验区是整个实验室核心区域,这台红色大型装置是纳秒激光器,旁边还有高能电子加速器。它们就像精锐的小队,每台设备都有自己的独特本领,通过紧密配合实现单台设备无法完成的“高难度任务”。

  飞秒激光、纳秒激光,再加上高能电子束——最终会汇聚到这台八角形综合设施。它的外面布满了各种接口,像一只“钢铁刺猬”,这就是全平台的核心装置——综合靶室。

“束流合体” 方寸之间复刻宇宙

  这三种激光是如何在这个空间中合作?

  纳秒激光像能量“重锤”,瞬间释放超大能量,人工造出一团微型天体物质;

  飞秒激光则像“画笔”,在这团物质瞬间消散之前,可以精准刻画出内部电磁场变化;

  高能电子束像一台“显微镜”,以接近光的速度穿透物质内部,探究内部电磁场演化过程,相当于一次专业CT扫描过程。

  三种束流在这台综合靶室内完成汇聚耦合,复刻出了宇宙极端场景。去年,飞秒激光器已经完成安装调试。目前团队正在抓紧建设纳秒激光器和电子加速器,冲刺8月份联合调试。等到明年三台装置以及两大实验区全面投用,平台将开展全流程综合科学实验。

深耕基础科研

筑牢科技自强“地基”

  基础研究,是所有科技创新的源头。李政道研究所十年深耕前沿领域,攻坚科研无人区;在暗物质、天体物理、凝聚态物理领域,产出多项重大原始创新成果。上海持续加码基础研究布局,依托重大科技设施集群,夯实原始创新根基。这座地下实验室,就是国内攻坚前沿基础科研的生动缩影。每一个科研、每一次努力,都在夯实我国科研实力,铸就中国科技向上突破、自立自强的底气。

  (总台央视记者 赵曙光 李厦 盛瑾瑜 陈阳 张昊) 【编辑:万纪玮】 新华通讯社出品

(责编:牛镛、袁勃)

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