研究推测“过量”正电子可能源于暗物质


 发布时间:2020-12-04 18:18:56

《自然》物理科学主编卡尔·日耶梅利斯(KarlZiemelis)在受访时表示,高能电子宇宙射线能谱可以为科学家们探寻高能粒子源头提供线索,“悟空”证实了暗物质粒子探测卫星在这方面的可观潜力。中国科学院国家空间科学中心主任吴季透露,卫星在轨接近两年,各个探测器性能仍保持发射时的状态

“悟空”火眼金睛探究暗物质谜团刊发在《自然》杂志上的“悟空”高精度电子能谱,在1.4TeV附近出现剧烈波动。(资料图片)在宇宙中,有什么比引力波还难找?如果把这个问题抛给物理学家,答案一定是暗物质和暗能量。它们产生的万有引力左右着宇宙演化和物质运动,却至今难觅踪迹,被称作“笼罩在21世纪物理学上的两朵乌云”。暗能量离我们还很遥远,暗物质却有望在不久的将来被揭开神秘面纱。在各国争相投入研究的情况下,我国也于2015年12月17日发射了世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最高的暗物质粒子探测卫星“悟空”。

神通广大传闻孙悟空拜菩提祖师为师,习得七十二变、筋斗云等技艺。“悟空”暗物质粒子探测卫星也不遑多让。常进说,卫星有效载荷达1.4吨,整体结构复杂,共包含近8万路电子学信号通道,“这是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器”。暗物质粒子探测卫星工程卫星系统总师李华旺说,四种探测器各有所长。比如塑闪阵列探测器采用了中国自主研制的世界最大闪烁体,BGO量能器里有308根中国科学家培养出的世界最长BGO晶体。

一路上,它“火眼金睛”地捕捉一切可能揭示暗物质存在的宇宙粒子,供“师傅”们加工分析。卫星上天一年间,科研人员已经利用“悟空”回传的高分辨率观测结果绘制出一份全天伽马射线图谱。这是目前国际上仅有的3幅GEV频段伽马射线天图之一。2016年12月,暗物质卫星团队又在《天文学家电报》上发布“悟空”捕捉到的第一个“小妖”。通过两个月跟踪,卫星多次记录到超大质量黑洞CTA 102的伽马射线爆发,这一现象与其他近地巡天望远镜的观测相符。

该实验利用在空气中提纯的惰性元素氙(Xe)作为探测媒介来寻找暗物质,由上海交通大学牵头组织负责,中美两国六家大学和科研机构的40多位研究人员参与其中。在今年5月份开始的暗物质探测数据中,通过和放射源的定标比较,PandaX此次结果对以往实验中所有发现的疑似信号提出了强烈的质疑。PandaX能在如此短的探测时间内得出具有国际影响力的结果,关键在于使用了近十年来发展最迅速的液氙探测技术,欧美在这个技术上正加大投入。在首次排除了较轻的疑似暗物质信号以后,PandaX将继续以更高的灵敏度寻找相互作用更微弱的轻质量暗物质。同时,正在建造一个500公斤级的探测器,寻找理论家所预言的、更有可能是较重质量的一类暗物质粒子。据悉,该研究成果的正式论文已被《中国科学:物理学力学天文学》(英文版)杂志接收发表,同时发布在高能物理文献网上。(完)。

因为家中兄弟四人,谁吃得慢一点就会吃不饱。这样的生活不光养成了他吃饭快的习惯,也培养了他做事讲究效率且还有些“斤斤计较”的性格。2011年常进成为暗物质卫星首席科学家后,父母在农村一年大约挣两万块钱。“我父亲去世前老为我担心,如果我把卫星搞砸了,泰兴几万户农民一年就白干了。这是我为什么那么小心的主要原因,我们一定要成功,不能浪费国家的科研经费。”常进说。1992年,常进刚从中国科技大学毕业到中科院紫金山天文台空间天文实验室工作时很吃惊,中国的空间天文几乎是一张白纸。

张宇权 娜姆 中美班

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