阿里原初引力波探测计划
(AliCPT)
2014年,我国科学家提出了阿里原初引力波探测计划(Ali CMB Polarization Telescope,简称AliCPT)。阿里计划于 2016 年年底正式立项。该项目是一个以我为主的国际大科学合作项目,由中国科学院高能物理研究所牵头,参与单位包括中国科学院国家天文台等国内多家科研院所和高校以及 Stanford 大学等美国、欧洲的共 17 个科研单位,其目标是在我国西藏阿里地区海拔 5250 米处建设我国第一个高海拔原初引力波观测站,建设高灵敏度、多频段的 CMB 望远镜,探测原初引力波,探索宇宙起源。经过多年的努力,AliCPT 项目组克服了高原缺氧、疫情等带来的种种困难,取得了重大进展。2025年7月,阿里原初引力波探测实验一期(AliCPT-1)实现了首光测量。
AliCPT-1 有三大科学目标:
1) CMB B 模式偏振科学。AliCPT-1 的核心科学目标是测量 CMB 原初B模式偏振,探测原初引力波,检验暴涨、反弹等早期宇宙理论。此外,通过测量CMB EB 模式偏振交叉相关,探测 CMB 偏振旋转,检验 Chern(陈省身)—Simons 相互作用,检验基础物理中的 CPT(电荷共轭、宇称、时间反演)对称性是 AliCPT-1 的另一个重要的科学目标。
2) CMB E 模式偏振科学。精确测量 CMB E 模式偏振是检验 ΛCDM标准宇宙学模型,精确测量宇宙学参数的一个重要途径。通过对 60% 天区的观测,AliCPT-1 将在多极矩范围 l ~ 30-1000 (大约对应于10角分至5度的尺度) 提供高精度的 EE 偏振功率谱。当前,哈勃常数危机 (Hubble tension) 是宇宙学领域的热点问题,引入动力学的早期暗能量是一个重要的解决方案。
3) 北天毫米波巡天科学。AliCPT-1 将给出北天最精确的毫米波巡天数据,在点源、暂现源、银河系前景科学及轴子探测等领域具有广泛的科学潜力。目前赤道坐标系北天最好的观测数据来自于已经结束的 Planck 卫星任务。相比于 Planck 每半年完成一次全天扫描,由于地球自转,灵敏度更高的 AliCPT-1 将每天对近 60% 的天区进行一次巡天观测,在暂现源探测、时域天文学领域优势明显。与此同时,AliCPT-1 在北天区的多频段扫描将对北天银河系极化前景辐射的研究提供最精确的毫米波观测数据。
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