中国架起世界光谱望远镜之王等二则

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  24块造价昂贵的六边形反射镜,像被“上帝之手”桑控,任意变幻镜面形状;每块对角径1.1米、厚25毫米的镜面,竟也能神奇地凹凸变形。这是世界上最强大光谱巡天望远镜的核心组件,采用的是中国人开创、全球独一无二的镜面自动拼接兼具变形高难度技术。
  总面积20平方米的巨大反射镜自动拼接、变形的目的,是为了精确指向不同高度或位置的天体,配合50米长的钢筋混凝土巨型“镜筒”以及另一端同样拼接而成的30平方米主镜,这个建在距北京城东北170公里一座山上的超级望远镜即将开始对浩瀚星空进行“户口普查”。
  中国科学院国家天文台兴隆观测基地的“大天区面积光纤光谱天文望远镜”日前通过了国家验收。
  这座耗资2.35亿元人民币、貌似导弹发射架的超级望远镜,最高处超过15层楼,由口径3.6米的反射施密特改正镜、口径4.9米的球面主镜和焦面组成光学系统。成像的焦面上装着4000根可自动定位的光纤,连接16台光谱仪实时记录数据。望远镜每次夜间观测1.5小时,最多可获得4000条天体光谱。
  光谱是天文学家读懂不同天体化学组成、密度、大气、磁场信息的钥匙。人类成像巡天活动记下数百亿天文目标,仅万分之一已测过光谱。绝大多数遥远天体,依然是“知其然而不知其所以然”。
  超级望远镜项目总工程师崔向群说:“未来3到5年,科学家将用它获得2.4万平方度范围内250万颗恒星、250万个星系、150万个亮红星系、100万个类星体的光谱数据。”
  中国的这项天文观测计划雄心勃勃,旨在深入认识暗物质、暗能量、星系形成和演化。崔向群说:“在同一块大镜面上采用可变形薄镜面主动光学技术和拼接镜面主动光学技术,在一个光学系统中同时采用两块大的拼接镜面,4000根光纤高精度控制定位,都是世界首创。”
  国际主动光学技术权威雷·威尔逊评价:“中国的新设备是主动光学技术最先进和雄心勃勃的应用。”
  
  超大容量五维光盘存储技术问世
  
  传统的DVD和CD以二维方式将数据存储在其表面,而全息光盘则是以三维方式存储数据。现在,研究人员首次宣称研制出一种五维光学材料,能在多个维度存储数据,并对激光的不同波长和偏振作出响应。该种新型光学响应材料可使现今DVD大小的光盘的存储容量提高4个数量级,超过2000倍,一张光盘上将能存储两三百部高清电影,预计将在医疗、金融、军事、安全编码和银行等需要数据加密的领域获得广泛应用。
  该种材料是由澳大利亚斯温伯恩科技大学微光电中心主任顾民等人开发的,由悬浮在玻璃基板上透明塑料板内的金纳米棒层组成,在材料的同一区域内多种数据图案可在互不干扰的情况下被读取和刻写。
  新增加的两维指利用光的波长的“色维”和利用光的偏振的“偏振维”,增加的这两维是导致光盘存储容量大幅增加的关键。利用光的偏振特点可使光盘录制多层不同角度的信息,而且各层信息之间不会产生干扰。澳大利亚研究人员已经能够利用3种波长和2种偏振光,在同一区域刻写6种不同的图案,通过将数据写入多达10个纳米棒层的堆栈,研究人员已将每立方厘米的数据存储密度提高到1.1万亿字节,记录速度高达每秒1吉字节。
  顾民称,该技术允许每个字节数据以一个激光脉冲来记录。写入激光可熔化并重塑这些不到100纳米长的金纳米粒子。这些变化会影响到纳米棒与来自激光成像系统的激光之间的相互作用,允许数据被读取。
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