6、中科院研制“钠信标激光器”

　　中科院理化所有一群人，他们致力于造“星星”。为使大型天文望远镜看得更远、更清楚，从2006年起，他们每天琢磨的事情就是怎么研制“钠信标激光器”，并用它在大气顶层造出足够亮的“钠导引星”。

　　最近，他们在国外成功开展了钠信标激光外场试验，被国际最大口径的三十米望远镜（tmt）项目评价为“巨大进展”。“中科院理化所已掌握高功率钠信标激光器技术”，tmt向美国国防技术安全局（dtsa）提出了如是论断，自此打破该技术对中国的禁运。

　　1月29日，中国科学院院长白春礼向中国工程院院士许祖彦及其项目研究团队表示祝贺：“理化所钠信标激光技术达到了世界领先水平，这将对我国相关领域的发展起到重要推动作用。这是中国科学院人的自豪，更是落实习近平总书记‘四个率先’的行动和体现。”

　　据了解，天体发出的光经过大气层后，会导致其成像质量降低。为解决这一问题，大型地基光学望远镜就需要利用足够亮的信标光源探测大气扰动的影响，进而作自适应光学校正。最早人们将天狼星等亮星作为信标光源，但自然界的亮星并不多，因而依赖这些亮星只能看清大约1%天区内的天体。

　　为了清晰地观测更多星体，前人想出了“激光钠信标”的办法，即点亮钠原子，让589纳米波长黄激光与大气顶层（距地面80至105公里）中的钠原子作用形成“人造星星”——钠信标。目前，钠信标激光设备已经成为包括tmt在内的大型望远镜的核心关键设备之一。

　　但是，难就难在怎么能让钠原子“亮”起来。“钠原子的谱线特别窄，要点‘亮’钠原子，就要让激光光子能量与钠原子的电子跃迁能级完全吻合，从而引起共振。所以，激光的波长要非常精准地对准钠原子谱线，并且把所有能量都集中在这个极窄的谱线缝里，真好比针尖对麦芒。”项目研究团队负责人、理化所激光物理与技术研究中心研究员薄勇告诉笔者。

　　7、激光干涉技术探测引力波：科学家建造超级设备

　　我们对于宇宙的理解来自我们长久以来的观测，而现在，人类已经站在一个临界点上，或许我们即将发现长久以来一直未能被观测到的东西。

　　这就是引力波。对于这种神秘现象的搜寻已经持续了一个世纪。这是爱因斯坦广义相对论所预言的一种现象，但是长久以来物理学家们一直在争论其是否的确真实存在。

　　1957年，物理学家们证明，如果引力波的确存在，那么它必定要携带能量并因此引发震荡。但同样显而易见的一点是，这些携带能量比太阳光高出100万倍的波所引发的震荡幅度将会比一个原子核直径还要小。

　　要想检测这样的波动，建造相应的探测装置似乎是一个不可能完成的任务。但就在1960年代，马里兰大学一名标新立异的物理学家约瑟夫·韦伯(Joseph Weber)开始尝试设计第一款这样的装置，并且在1969年宣布取得了成功！

　　这一消息引发一片兴奋和惊愕之情。如此巨大的能量如何能与我们对恒星和星系的理解相协调？于是，一股科学的淘金热诞生了。在两年内，全世界的顶尖实验室便研制出了10种新型探测设备。但实际进行检测的结果是一样的：什么都没有发现。

　　有些物理学家感到灰心，放弃了这一领域的研究。但在接下来的40多年里，有越来越多的物理学家们参与了进来，他们致力于研制灵敏度更高的探测设备。到了1980年代，全世界范围内的科学家们相互合作，致力于研制5台称作“低温谐振杆”的新型设备，其中一台名为“NIOBE”的探测器设在西澳大利亚大学。

　　这些探测器简单来说就是一些被冷却到接近绝对零度的金属棒。科学家们使用超导探测器，其精度比韦伯当年的检测水平高出100万倍。