阿里1號是中國科學院主導建設的原初引力波探測專用望遠鏡，2016年12月正式啟動建設。該項目選址西藏阿里地區海拔5250米的山脊，計畫通過捕捉宇宙微波背景輻射中的B模式偏振信號探測原初引力波。觀測站總投資1.3億元，建成後將成為世界海拔最高的引力波觀測設施，並與南極、智利觀測站構成全球三大探測基地。
項目採用低溫超導亞毫米波探測技術，計畫在2020年至2022年間獲取北天區最高精度極化數據。2018年8月完成主體建設後，該望遠鏡將填補北半球在地面原初引力波觀測領域的空白，推動中國相關技術進入國際前沿。
基本介紹
- 所屬國家：中國
- 建設地點：西藏阿里地區
- 海拔高度：5250米
- 啟動時間：2016年12月
- 投資金額：1.3億元
- 科學目標：探測原初引力波
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項目背景
2016年12月13日，中國科學院高能物理研究所正式啟動"阿里原初引力波探測實驗"計畫。該項目選址基於阿里地區大氣稀薄（年均水汽柱密度小於1毫米）、電磁干擾極低的地理優勢，為北半球最佳觀測區位。項目首期建設目標即為阿里1號望遠鏡，旨在突破西方國家對原初引力波探測技術的壟斷。
技術參數
阿里1號望遠鏡採用以下技術方案：
- 工作頻段集中於90-150GHz的亞毫米波段，專門捕捉原初引力波產生的獨特偏振信號
- 配備直徑0.5米的卡塞格倫式反射鏡系統，配置32個極化敏感超導探測器單元
- 採用4K閉循環製冷系統維持探測器在0.1K超低溫環境工作
- 方位角轉動範圍為±270度，可實現全天區掃描覆蓋
建設進程
項目建設包含三個階段：
- 基礎建設期（2016-2018）：2017年3月完成觀測站奠基，2018年6月實現主體建築封頂。施工期間每日釋放探空氣球監測大氣參數，累計獲得3000餘組氣象數據。
- 設備研製期（2018-2020）：2019年完成望遠鏡基座建造與接收機核心部件測試。2020年3月進入整體聯調階段，同期開展首期數據處理算法開發。
- 觀測運行期（2021-2022）：2021年實現試觀測，2022年正式獲取CMB極化天圖。計畫在首個觀測周期內積累5000小時有效數據。
國際合作
項目組建了包含史丹福大學、哈佛大學等機構的國際團隊。2017年1月與美國伯克利國家實驗室達成技術合作協定，共同研發超導探測器讀出電子學系統。觀測數據將向南極BICEP實驗組開放共享，實現南北天區交叉驗證。
技術突破
項目攻關重點包括：
- 開發適用於5250米海拔的低溫恆溫器保溫技術，解決晝夜溫差達40℃帶來的熱穩定性問題
- 研製耐低壓環境的超導微波諧振器，在氧分壓僅有海平面40%的條件下保持品質因數Q>10^6
- 構建基於FPGA的實時數據採集系統，實現每秒處理2GB原始觀測數據的能力
後續規劃
阿里1號望遠鏡將運行至2021年，同期啟動海拔6000米的阿里2號望遠鏡建設。項目組計畫通過兩代設備的協同觀測，將探測靈敏度提升兩個數量級，最終繪製精度優於0.1μK的CMB極化天圖。
阿里1號的圖片
