GECAM雙星計劃：探尋引力波之光

+ 演講者：熊少林（中科院高能物理研究所副研究員 / GECAM項目首席科學(xué)家）

什么是GECAM計劃？

我們與微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院合作的這個項目叫“引力波暴高能電磁對應(yīng)體全天監(jiān)測器”，簡稱GECAM，它由兩顆微小衛(wèi)星組成，因此也叫做“GECAM雙星計劃”。它的目標(biāo)是探索引力波之光，即引力波事件發(fā)出的光。

雙中子星并合引發(fā)引力波，并且會發(fā)射光，光又有高能光和低能光之分。那么引力波、高能光和低能光之間是什么關(guān)系？如果用雷陣雨打比方：打雷的聲音就是引力波，跟雷聲幾乎同時發(fā)生的閃電就是高能X光和伽馬光，發(fā)生得非常快速，而且非常亮；雷雨后出現(xiàn)的彩虹就是低能光，持續(xù)時間比較長。僅憑雷聲只能粗略估計打雷的大概位置，而探測到閃電就能確定是哪片云打雷了。因此閃電，也就是高能光，對于研究引力波事件有重要意義。這就是我們做GECAM雙星探測計劃的初衷——探測引力波事件的高能光。

為什么非要去太空探測高能光呢？因為高能光無法穿透大氣層。而雙星的設(shè)計，是為了防止地球的遮擋而形成觀測盲區(qū)。考慮到經(jīng)費的約束，GECAM雙星探測計劃將用微小衛(wèi)星來實現(xiàn)。

GECAM計劃有兩點創(chuàng)新：

一是探測器的小型化。我們知道，光子看不見摸不著，單個光子的能量也非常小。那么如何探測？科學(xué)家發(fā)明了一種材料，高能的X光或伽馬光在其上會轉(zhuǎn)換成低能的熒光，這些熒光屬于可見光。雖然產(chǎn)生的熒光也非常微弱，但科學(xué)家又發(fā)明了一種叫做光電倍增管的設(shè)備，能將微弱的熒光像滾雪球一樣逐級放大一百萬倍左右，變成較強信號，這樣就探測到高能光子了。……