中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发现反常电子信号


 发布时间:2020-11-24 08:49:03

这是世界最深的地下实验室,也是世界上最“干净”的地下实验室。所谓最“干净”,是指辐射最少、杂质最少。清华大学工程物理系教授李元景告诉记者,世界上最难挡住的就是宇宙射线,要打造一个最理想的实验环境,就要尽量遮蔽住宇宙射线,而用岩石阻挡是好办法。锦屏隧洞最大埋深达2400米左右,实验

高能电子还可以用于探索邻近的电子宇宙射线源,这是因为高能电子在星系中只能跑很短的一段距离,从而带给我们的是太阳系附近的源的信息。伽马射线观测方面,“悟空”还观测到了脉冲星、恒星爆炸后形成的超新星遗迹等天体。“悟空”在一年多时间里,已经完成两次全天扫描,成功绘制出一张全天伽马射线图,这是国际上仅有的3幅GeV辐射天图之一。那么, 高能量的宇宙射线究竟是来自于黑洞,还是来自于超新星的遗迹,抑或是某些现在还未知的天体?目前学术界有多方猜测。

中新网上海12月18日电(记者 徐银)中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”17日上午成功发射升空。中国科学院上海硅酸盐研究所18日在上海举行的BGO晶体与石墨烯材料科研成果发布会上表示,该所科研人员为卫星“悟空”的研制提供了初样和正样共计640根600mm长的锗酸铋(Bi4Ge3O12,以下简称BGO)晶体,为中国暗物质粒子探测卫星有效载荷的成功研制及其发射提供了重要保障。据介绍,暗物质粒子探测卫星“悟空”主要的科学仪器在重量、功耗还是电子学线路的复杂度、工程实现难度方面都超越以往,而很多技术只有中国才有。

我国首颗天文卫星“悟空”取回“真经”本报北京11月29日电(中国青年报·中青在线记者 邱晨辉)阔别近两年后,我国第一颗暗物质粒子探测卫星悟空号终于取回“真经”。11月27日,中国科学院在北京举行发布会称,悟空号在轨运行的前530天共采集28亿高能宇宙射线,其中包含150万25GeV以上的电子,根据这些数据,科研人员获得了国际上精度最高的电子宇宙射线能谱。相关成果于北京时间11月30日凌晨在《自然》(Nature)杂志在线发表。

“悟空”对暗物质的探寻,正逐渐进入科学的“无人区”。但在“无人区”做一个“领跑者”,不是件容易的事。从卫星设计、测试起,以常进为首的“悟空”研究团队不断吸引国内外科研人员加入,目前已经形成了来自中国、瑞士、意大利等国,人数超过100名的多学科顶尖人才团队。目前,“悟空”在轨运行状况优异,预计会大大超过设计寿命。今后两三年将是卫星数据分析的关键时期,收集到目标事例越来越多,绘制的能谱越来越精确。预计今年年底将发布“悟空”的第二批科研成果。“对科学的追求,是人类社会不断进步的主要动力。”常进说,暗物质的作用我们现在无从得知,但寻找暗物质的工作每天都在影响他和他的团队成员。也许再过100年,人类日常生活都离不开暗物质突破后产生的新的理论。(本报记者 姜永斌)。

曾经梦想诗和远方的范一中,如今在浩如烟海的宇宙粒子数据中熬白了头发。可对于暗物质近乎狂热的痴迷,让他仍然如同年轻人一样激情四射,毫无倦怠地感染着这个年轻的团队,一步一步走进未知世界的深处,去解开那远在星辰之外的宇宙密码。前不久,“悟空”号团队的第一批成果发表在了《自然》杂志上,在海内外引起了极大震动。业界已经公认,“悟空”是目前世界上能量分辨率最高的空间探测器。“悟空”号科学应用系统副总师 范一中:像这种旗舰性的这样一种标志性成果,毫无疑问可以载入人类的史册,所以我觉得如果我们能够赢得这样一个奥赛的话,真的会很增强我们的民族自豪感、自信心。

第三种是在太空中观测暗物质粒子湮灭或衰变的产物。比如多国合作的阿尔法磁谱仪实验和我国的“悟空”暗物质粒子探测卫星采用的是这种观测方式。根据目前理论物理学家的解释,如果暗物质粒子相互碰撞并湮灭,产生高能电子,那么到太空去精确地探测高能电子能谱,就可以发现暗物质存在的蛛丝马迹。常进表示,“悟空”本质上是一个高能粒子探测器。因为大气层的阻挡,在地面探测这些高能量的粒子比较困难,就将仪器发射到太空去。大海捞针:“悟空”怎样施展“神通”?“暗物质粒子产生的信号很微弱,所以需要高能量分辨、高空间分辨、高统计量、低成本的高能粒子望远镜。

12月17日,“悟空”搭乘长征二号丁型火箭顺利升空,进入高约500千米的太阳同步轨道。李华旺说,接下来将进行卫星在轨测试,“对载荷进行在轨数据测量,确保传下来的数据都是真实准确的”。根据设想,卫星将围绕地球旋转,四层科学探测器面朝太空,全面接受来自四面八方的高能电子和伽马射线。它日均观测500万个高能粒子,每日传回数据量约16G。“卫星将观测暗物质粒子和暗物质粒子相互作用。”常进说,比如暗物质湮灭或衰变的产物,反推暗物质的物理性质及空间分布。

伍健解释,翻译数据的过程主要可划分为两步,第一步称为标定。标定要把二进制电子信号统一转换成能量。简单来讲,能量是一种更为“通用”的科学语言,有了它,科研人员就能继续进行下一步数据分析。掌握了入射离子的能量数据,第二步才是对“翻译”最大的挑战:数据重建。“有了能量信息不代表获知了粒子的真实情况,难题才刚刚开始。”伍健说,数据重建可以用两个词来形容:“大海捞针”“盲人摸象”。“悟空”每天传送回500万个粒子信息,其中只有0.1%是有用的电子,目标光子的数量还要更少。

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