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引力波探测,数据处理技术在“助跑”
发布日期:2017年10月18日    信息来源:《科技日报》 字体:【】【】【

  “在爱因斯坦时代,如果有足够先进的实验手段和计算手段,可能100年前就探测到引力波了。”清华大学LIGO(美国激光干涉引力波天文台)科学合作组织工作组成员都志辉在10月17日举行的清华大学引力波成果发布会上说。


  16日22时,科学家宣布首次直接探测到双中子星并合产生的时空涟漪,这是人类第5次发现引力波信号。这些发现除了检验爱因斯坦关于引力波的预言,也见证了当今日新月异的实验手段和计算手段。


  “LIGO为引力波探测提供了先进的实验手段,与此同时多个数据处理团队为其提供计算手段,清华大学LIGO科学合作组织工作组是其中之一。”都志辉在接受科采访时说。


  都志辉介绍,LIGO在探测过程中会收集到海量天文数据,而从数据中搜寻引力波信号并进行分析,正是数据处理技术的用武之地。


  比如,此次引力波信号被探测到后,生成“警报”发送给天文界,发起了一场全球规模的联合观测。科学家得以第一次同时探测到引力波及其电磁对应体。“警报”的及时触发,就离不开数据处理技术对引力波信号进行快速确认和验证。


  “清华大学LIGO科学合作组织工作组和西澳大利亚大学合作研发的在线致密双星并合信号搜寻程序流水线,就运行在LIGO的数据处理中心。”都志辉介绍,LIGO探测到的天文数据进入流水线后,会与其中包含的上万个引力波模型进行匹配,通过滤波技术搜寻“疑似”信号。


  “整个在线分析过程是全自动的,只需要十几秒。”都志辉说,工作组正努力将这一过程缩短到3秒至5秒。除了在线数据处理,该流水线还用于对数据进行更加精细的后续处理。


  清华大学LIGO科学合作组织工作组负责人曹军威说,LIGO运行着多条这样的在线数据处理流水线,可以同时对探测到的天文数据进行分析并互相验证。


  曹军威认为,随着LIGO和Virgo(欧洲处女座引力波探测器)灵敏度不断提升,未来探测到引力波信号的频率也会越来越高,这就需要更加高效的数据处理技术助力天文学家进行引力波研究。据悉,清华大学LIGO科学合作组织工作组正在探索将深度神经网络引入引力波数据的处理当中。

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