更進一步,我們要在空間建立引力波探測器,。在空間,,物體之間的距離更長,,而且沒有地面上振動的擾動,讓我們可以觀察低頻率的引力波,,可以探索超大質量黑洞繞轉和小黑洞圍繞大黑洞旋轉等有趣的現象,從而了解星系形成的過程和進一步了解黑洞周圍的時空結構,。
知社學術圈對陳,、范兩位老師獨家采訪
陳雁北,加州理工學院物理學教授,,美國物理學會會士,。2003年在Kip Thorne指導下從加州理工學院獲得博士學位。2007年回加州理工任助理教授,,2013年升任正教授,。
范錫龍,湖北第二師范學院物理學副教授,,中國引力與相對論天體物理學會會員,。2006年-2007年訪問德國馬普所引力物理研究所1年,跟隨陳雁北,、溫琳清等人學習,。2008年在朱宗宏教授指導下獲得北京師范大學碩士學位。2012年獲得意大利里雅思特大學博士,。曾獲得英國皇家學會“ Newton International Fellowships ”和中國國家自然科學基金資助。
知社: 能不能介紹一下您在LIGO科學聯盟中的工作,,以及對引力波探測的貢獻,?
陳雁北:我在1999年進入Caltech的時候,本來沒有太多的目的性,。但是聽了Kip Thorne講課,,覺得他這個教授比較有意思:不但興趣廣泛,而且往往能把很復雜的問題用很簡單的方法搞定,。我那時候覺得我自己數理基礎不是特別好,,不敢搞特別抽象的高能物理理論,手又笨搞不了實驗,,于是就決定追隨Kip Thorne,。
從1980年開始,Kip Thorne和他的學生Carlton Caves,,以及合作者,,莫斯科大學的Vladimir Braginsky和Farid Khalili在對LIGO靈敏度的研究中,涉及到了對單個量子物體連續(xù)測量的理論,,我剛入學的時候對這個問題特別感興趣,。
我一開始是和一個博士后,,Alessandra Buonanno,一起做一些量子光學的計算?,F在Alessandra是德國馬普引力物理研究所的Director之一,,在這次引力波事件的分析中起到了決定性的領導作用。后來這些就可以用來計算Advanced LIGO這個光學結構下光的量子漲落所導致的噪聲,。其實我們的公式到現在還沒有用上,,因為Advanced LIGO還沒有用到足夠的激光光強。我后來就一直繼續(xù)對量子噪聲的計算,,和下一代LIGO的光學設計的研究,。我在博士期間第二個工作,也是和Alessandra以及另外兩個研究生Michele Vallisneri,、潘奕一起,,研究在第一代LIGO中怎么最優(yōu)的提取出雙黑洞的信號。在那個時候,,數值相對論的模擬還不成熟,,所以我們都是考慮怎么把微擾論的結果用在LIGO的數據分析上。
博士畢業(yè)以后,,我到德國的馬普引力物理研究所,,并且繼續(xù)參與LIGO的研究。我在Caltech做博士的最后幾年,,以及在德國的時候,initial LIGO在提取數據,,但是沒有探測到引力波,。但是由于那時候大家覺得LIGO也有可能發(fā)現引力波,德國的洪堡基金會發(fā)給了我一個Sofja Kovalevskaya Award,,讓我領導了一個科研小組,。那幾年我主要是研究宏觀物體的量子測量問題,,以及怎么樣用LIGO同時作為檢驗量子力學的工具,。我也同時和日本國家天文臺的川村教授合作了一些空間引力波探測器的設計,還和馬普所的博士后溫琳清(現在在西澳大利亞大學)合作了多探測器引力波數據分析策略的研究,。我也同時做了一些空間引力波探測器的設計、以及引力波數據分析策略的研究,。我和那時候馬普的研究生P. Ajith,、博士后Martin Hewitson一起發(fā)明的Phenominological Template Bank,,現在是LIGO雙黑洞數據處理中的一個重要方法,。
回到Caltech以后,,我繼續(xù)做量子測量、LIGO光學設計的研究,,也和Caltech的Rana Adhikari教授合作,,做了一些LIGO中光學器件熱噪聲的研究。在廣義相對論方面,,我開始研究黑洞微擾論,,并且開始研究黑洞合并時候幾何動力學的一些特點。在數據分析方面,,我和西澳大學的溫琳清教授合作,發(fā)展了一個快速提取中子星并合波形的數據處理方案,。這個方案正由溫教授實施在LIGO中,。