江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > >

北京日报窗口40余年后重启！清华团队探测到来自蟹状星云信号( 二 )


一切似有天意。
2009年，冯骅开始带领团队，在国际合作的基础上，对X射线偏振探测技术进行探索和改进。
越来越多的年轻人加入其中。
2010年初，尚在清华工程物理系读大三的李红，向老师冯骅请教问题，虽然当时对X射线偏振探测知之甚少，但和冯骅一聊，她立刻发现，“这个方向具有重要前景，而且也能用到本科所学的工程物理知识。”
以本科毕业设计为起点，李红跟随冯骅攻读博士学位，全身心投入到X射线偏振测量方法和仪器的研究中。
这对师生的目标很明确，要做出一款能满足空间应用需求的长寿命、高性能X射线偏振探测器。根据他们的设想，在一个火柴盒大小的传感器中，X射线通过铍窗进入，与探测气体发生光电效应产生光电子，之后，通过测量光电子穿过气体留下的二维径迹，即可推断出X射线的偏振信息。
原理虽然明晰，但实践颇为周折。单是把探测气体密封在“火柴盒”内，使其长期稳定工作，就花了两年多的时间。
实验初期，探测器总是在短时间内被烧坏，核心部件因高压放电被击穿，找不到原因，李红很着急，冯骅倒是没有过多的催促，扛得住失败，耐得住寂寞，是成功的必由之路。
反复测试之后，团队终于发现气体纯度是“罪魁祸首”。为了攻克难题，他们多方取经——
超高真空技术方面的问题，请教中国计量科学研究院和清华凝聚态物理方面的专家；
结构材料方面，参考航空航天材料标准；
探测器封装环境方面有差距，就搭建超净室、烘烤除气，想方设法降低杂质成分；
为了将气体纯度从99.9%提高至99.999%，他们找到了专门做高纯气体的研究所，但因为所需量太少，研究所开始并不愿意做，几经沟通，才签署协议；
……
屡战屡败，屡败屡战。
探测器终于迎来“质变”，寿命从最初的半个小时，延长至5到10年。
2017年，冯骅团队打造的高灵敏度、低系统误差的X射线偏振探测器终于在实验室研制成功，并且通过了一系列空间环境模拟试验检验。
2018年10月，冯骅团队启动“极光计划”，这也是清华大学主导的首个空间天文项目。
“极光计划”（PolarLight）这个名字，缩写自轻型偏振仪（Polarimeter Light），也源于“偏振”一词，即“极化的光线”。
以“年”为单位的科研
天体物理的研究，是一项以“年”为单位的科研。而X射线偏振探测器的研制，足足花了十年。
2018年10月29日，甘肃，酒泉。“铜川一号”立方星升空，搭载着“极光计划”探测器顺利来到近地轨道，经过多轮调试，当年12月18日，探测器开启高压投入运行。
自此开始，冯骅团队的另一位博士生龙翔云，每天都有一项雷打不动的任务，为探测器编写“日更”指令集。至今，龙翔云仍在坚持，已完成3000多次开关机指令。
“我们以蟹状星云脉冲星的位置信息为基础，结合卫星轨道信息，目标源、卫星和地球的相对位置，形成开关机、转向等指令，保证探测器避开高通量高能粒子的损伤，星敏感器一直指向星空。”龙翔云介绍着，很难想象，这个年轻人是靠自学编程，完成的控制程序设计。
去年7月，探测器进入常规观测，每隔几天，观测数据会由卫星公司传输给团队，再由研究人员处理数据。
7月下旬，李红处理数据时发现，蟹状星云自旋突变的偏振度变低，她以为是探测器出了问题，赶紧向导师汇报。冯骅没急着判断，提醒李红，蟹状星云的脉冲星在前几天出现了一次自旋突变，“异常”会不会与此有关。
似“时钟”般运转精确的脉冲星常会在某一个时间点发生一次自旋周期突变，然后慢慢恢复，这种自旋突变是一种有待研究的天文现象。经过更为深入的数据分析，团队确认，“极光计划”探测到偏振信号变化时间与蟹状星云脉冲星的自旋突变时间——7月23日吻合，并且通过持续监测，在几十天后，其偏振信号又恢复了。


推荐阅读


上一篇：扬子晚报凌晨家门口醉驾 网约车司机断送职业生涯

下一篇：海外网为加强自我保护 加拿大多伦多商家给店面装上木板