科学之光青年学者系列课程:神奇的伽马射线暴以及如何研究它们

发布者:本科生院教育教学发展与评估中心发布时间:2024-11-04浏览次数:10


在“科学之光”青年学者系列课程中,天文与空间科学学院的张彬彬教授开授了《神奇的伽马射线暴以及如何研究它们》,带领学生们踏上了一段探索极端天文现象的特别旅程。通过系统的授课、动手实验和生动的讲解,张教授带领学生逐步揭开宇宙中最剧烈的瞬态爆发活动——伽马射线暴的奥秘。



课程伊始,张教授通过自我介绍等暖场活动,营造了轻松活跃的学习氛围。随后,他简要介绍了课程安排,并以通俗易懂的语言深入浅出地讲述了伽马射线暴的发现历程、科学争议和重要意义。不同于传统的公式推导,张教授以讲故事的方式生动形象地讲解了伽马射线暴的产生过程,引导学生深入理解其对宇宙起源和演化的启示。接着于课时后半部分,他介绍了伽马射线暴的多种探测方法,提炼出“上天、入地、下海、登极”四大战略,即在各种空间位置布置望远镜和探测器,全面监测这一天体事件。特别是南京大学、四川大学、清华大学等多所高校合作开发的“天格”小卫星项目,目前已成功发射超过二十颗小型探测器,为伽马射线暴的研究提供了宝贵的数据支持。

第二次课程中,张教授以费米卫星伽马射线暴监视器为例,向学生展示如何从观测数据中提取伽马射线暴信号,并完成初步的数据处理。借助线上计算平台,学生们进行了实践练习,逐步掌握了从观测数据到科学分析的全过程。课程还特别邀请了浙江大学的Ghulam Mustafa教授,他分享了自己在中国的科研历程,并展示了如何运用科学的思想和方法揭示宇宙的物理信息。



而在最后一次课上,张教授带领学生在天格小卫星实验室的地面设备上进行了伽马射线暴的模拟实验。学生们通过模拟伽马射线信号的生成、数据传输和能谱分析,亲身体验了从数据采集到科学研究的完整流程,建立了从观测数据到物理发现的系统性理解。课后,学生们分享了心得,表示对数据校准和设备调试在研究中起到的关键作用有了更深的认识。



经过三次共计12学时的课程学习,张教授通过循序渐进的课程设计,让学生从伽马射线暴的基础概念到数据处理,再到模拟实验,进行了全面的体验。学生们对这一极端天文现象的形成及其跨越数十亿年到达地球的信号有了系统的理解。同学们纷纷表示通过这门课程,他们对高能天文学及伽马射线暴的研究过程有了全新的认识,激发了对探索宇宙奥秘的浓厚兴趣。

|图  陈润潮