中国第一颗暗物质粒子探测卫星悟空号“取经”记


 发布时间:2020-11-25 15:20:24

第二次“意外”出现在“悟空”上天后。卫星科学应用系统副总师范一中说,本来所有的注意力都放在以前实验结果中的“超出”能段,谁也没想到,在更高的1.4TeV能量处,会再发现异于正常能谱的“奇异”电子。“这可能会是‘悟空号’最重要的发现。科学就是这样,无心插柳、种瓜得豆,你永远不知道下

包括诺贝尔物理学奖得主李政道在内的学者认为,当前物理学面临的状况与19世纪末、20世纪初诞生相对论和量子力学时类似,暗物质便是一个关键突破口。暗送秋波:三种探测方法互为补充科学家称,虽然从未直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动的影响。暗物质粒子探测卫星项目组成员冯磊介绍,支持暗物质假说主要观测证据之一是旋转曲线,“漩涡星系的吸引力所需质量远远超出观测到的物质总量,由此推断另外一种物质存在”。

“悟空”卫星便通过收集高能宇宙射线粒子和伽马射线光子,并分析其能谱和空间分布来寻找暗物质粒子存在的证据。“悟空”采用了紫金山天文台自主提出的分辨粒子种类的新探测技术方法,实现了对高能(5GeV—10TeV)电子、伽马射线的“经济适用型”观测。“悟空”在轨运行的前530天共采集了约28亿颗高能宇宙射线,其中包含约150万颗25GeV(1GeV=10亿电子伏特)以上的电子宇宙射线。基于这些数据,科研人员成功获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果。

以70多岁的年纪领导一个来自10多个国家和地区、600多人的研究团队,丁肇中为这个实验付出了大量心血。他说,“对一个做实验物理的人来说,要实现你的目标最重要的是要有好奇心,对自己做的事要有信心,同时要去努力工作。”26岁获得博士学位,31岁任教授,38岁发现“J粒子”,40岁拿诺贝尔奖,从大学到博士只花了6年,他是美国密歇根大学历史上从学士到博士完成时间最短的学生。丁肇中的经历在世人眼中近乎神奇。然而,丁肇中说,“拿诺贝尔奖的人没有一个是上学的时候拿第一名的。

长期以来,科学界普遍认为在1.4TeV以上的高能段是一片“沙漠”,但“悟空”正在进行的工作有望证明,这里其实“风光旖旎”。“物理学界现有的理论模型远不能解释关于宇宙的所有疑问,期待‘悟空’能够破旧立新。”暗物质卫星科学应用系统副总师范一中说。白春礼则认为,如果研究最终确定发现了新粒子,是暗物质,这无疑非常重要。但如果不是暗物质,也意义重大。“耗资100亿美元建造的欧洲核子对撞机撞出一个上帝粒子,验证了理论学家的预测,使其得到了诺贝尔奖。而我们如果用不到1亿美元就找到新粒子,意义更加非凡。”。

在她创作的漫画里,卫星是“萌萌的圆球”,手执金箍棒,威风凛凛地冲向太空。在火箭升空的刹那,张晨泪流满面,“舍不得它走”。林磊在发射后向暗物质粒子探测卫星首席科学家常进提出一个问题:“发现暗物质后对于科研发展有什么帮助?”科学家回答他,现有的基本模型无法解释暗物质,无论是找到新的粒子,或是研究出其性质,都会促使物理学理论革新。“我要把这个答案带回协会分享。”林磊说。韩毅还与专家谈了他对核心元器件国产化的看法。作为电子电路工程师,他平日接触到的多是进口芯片,“中国自主研发元器件才能摆脱制约。

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