中国在探测暗物质方面的贡献


 发布时间:2020-11-24 14:50:57

常进把这个故事讲给吴季听,并把那条“奇怪的曲线”翻出来给他看。吴季至今记得,常进当时“非常激动”,“他说,如果能做一个更大的探测器,并把它放到卫星上,他就一定能够断定,奇怪的东西是不是暗物质湮灭产生的高能粒子?”这一幕发生在12年前。那之后,就迎来了人们所熟知的悟空号“出炉记”。

而在正样研制阶段中,则需要通过多样化的重离子、质子束流,进一步研究BGO量能器的外太空高能离子探测能力等指标。中科大核探测与核电子学国家重点实验室的研究团队一方面确保了正样研制工作顺利开展,于今年5月成功交付BGO量能器分系统正样件,并协助参与后续整星组装和环境试验工作;另一方面,于今年3月和6月两次远赴欧洲核子中心开展相关标定实验,成功完成了BGO量能器数据判读任务以及测试束线的部分安装工作。另据了解,目前暗物质卫星有效载荷成功完成联试,顺利交付卫星总体,为确保卫星今年年底如期发射奠定了基础。(完)。

记者21日从中科院获悉,20日8时45分,中国遥感卫星地面站喀什站在第47圈次成功跟踪、接收到暗物质粒子探测卫星“悟空”首轨X频段下行数据,至8时52分完成任务数据的接收、记录,传输至中科院国家空间科学中心。这标志着卫星的星地数传链路正式开通。此后,中国遥感卫星地面站密云站和三亚站分别于当日17时46分第53圈次和19时14分第54圈次成功实现对暗物质粒子探测卫星X频段下行数据的跟踪、接收、记录和传输。经中科院国家空间科学中心处理验证,各站接收的暗物质粒子探测卫星数据格式正确、质量良好。

如今悟空号迎来首批成果。常进说,与之前人类发现的结果相比:悟空号的电子宇宙射线能量测量范围,比起国外的空间探测设备有显著提高,拓展了人类观察宇宙的窗口。此外,悟空号测量到的TeV电子的“纯净”程度最高——也就是其中混入的质子数量最少,能谱的准确性高。更值得一提的是,悟空号第一次直接测量到了电子宇宙射线能谱“在1 TeV处的拐折”,常进说,该“拐折”反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力,其精确的下降行为对于判定部分电子宇宙射线“是否来自于暗物质”起着关键性作用。

中国暗物质粒子探测卫星首批成果公布“悟空”火眼金睛看到了奇特天体?近日,《自然》杂志报告了中国暗物质粒子探测卫星“悟空”的首批探测成果:“悟空”测量到电子宇宙射线能谱在1.4万亿电子伏特(TeV)能量处的一个“拐折”,这或许代表着暗物质“幽灵”一闪而过的身影。暗物质,被称为现代物理学天空的乌云之一,它占宇宙总比重约27%,比我们熟知的普通物质多5倍。但它却又不同于现代物理学里已知的任何种类或形态的物质。科学家认为,对暗物质本质的理解,可能会带来对现代物理学颠覆性的突破。

PandaX实验组也于同年公布了一期实验获得的首批数据,对以往国际上所有发现的疑似轻质量暗物质信号提出了质疑。谈到这两个实验组的结果,来自美国珀杜大学的物理学家拉斐尔·朗认为,两个实验组最近发表的成果,真正使得中国暗物质搜寻努力“走到了国际社会的最前沿”。目前,锦屏地下实验室正进行二期扩建,届时实验室总容积将从目前的4000立方米扩容到约30万立方米,可容纳更多的实验组。PandaX实验的规模也在扩大,“半吨级”实验将是世界上同类实验的最大规模,灵敏度也比现有装置放大近20倍,并有望进入重质量暗物质信号区进行搜索。中国“千人计划”专家、上海交通大学鸿文讲席教授季向东表示,随着实验探测灵敏度的提升,中国人有望率先找到理论预言的一类暗物质粒子,“我们已接近发现暗物质的边缘”。各国科学家都在摩拳擦掌,等待这一兴奋时刻的到来。暗物质探寻的竞争愈发激烈,人类认识暗物质的旅途或将迎来最后一段征程。(记者李华梁)。

暗物质是什么?发现暗物质的意义究竟有多重大?当前主流科学界认为,人类已经发现的物质只占宇宙总物质量不足5%,剩余部分由暗物质和暗能量等构成。由于暗物质无法被直接观测,与物质相互作用也很弱,人类至今对它知之甚少。暗物质的“真相”因此位列21世纪最重要的科学谜团之一。揭开暗物质之谜,被认为是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论、量子力学之后,人类认识自然规律的又一次重大飞跃。面对诱人前景,科学家在全球展开竞争,试图第一个找到暗物质的踪迹。

“天上不会掉馅饼”在“悟空”首批成果发布会上,媒体记者追问:“常首席,悟空的这些成果分别发现于什么时间?能具体给捋一捋时间线吗?”常进踌躇了一会儿说:“就是没日没夜地干,真记不清了。”中国科学院空间科学与应用研究中心主任吴季却还记得,12年前,在一台DOS系统的电脑屏幕前,年轻的常进向他展示“超出”图像时激动的表情。“他跟我说,如果我能做一个更大的探测器放在空间,一定能发现了不起的风景。”在紫金山天文台暗物质卫星实验室,暗物质卫星的图文张贴在过道的墙上,常进每天上班下班都要看上几遍。

在这一方面,造价数亿至数十亿美元的费米卫星、阿尔法磁谱仪目标类似,但“悟空”项目耗资不到1亿美元,堪称“经济适用”的典范。虽然花钱少,但本领一点不打折。卫星首席科学家常进介绍,“悟空”在同类设备中拥有工作能段最高、能量分辨率最高、粒子鉴别本领最强3项“绝技”。“‘悟空’具有百万选一不出错、同时看100万倍能量范围的能力。说‘火眼金睛’一点也不为过。”常进说。最“意外”的发现“悟空”降妖伏魔,源于两次“意外”。1997年,美国宇航局在南极开展南极长周期气球项目ATIC,主要目标是观测高能宇宙射线,电子、伽马射线本不在观测之列。

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