揭秘暗物质卫星“悟空”背后的“师傅”


 发布时间:2020-11-25 20:06:09

当天,PandaX合作组宣布,经过一个多月时间的运行,证实该实验组设计和研制的120公斤级液氙探测器的灵敏度已达到世界先进水平,能够对至今为止所有疑似暗物质探测实验所获得的数据信号进行高精度的验证,但至今的探测尚未发现任何暗物质的事例,这个测量结果和一些其它实验所发现的轻质量暗物

事实上,自20世纪以来,重大基础前沿领域的科学发现,已经逐渐由科学家的自由探索,转为国家资助的、有组织的定向基础研究。白春礼说,在这种背景下,前沿研究主要依靠两大设施,一是地面上的大科学装置,另一个是空间的科学探测仪器。这些仅靠个人兴趣已很难企及,必须依赖政府公益性的投入——这个过程中,那些富有远见的、敢冒险的投入显得十分可贵。2011年1月,中科院启动实施空间科学先导专项,其总体目标是在“最具优势和最具重大科学发现潜力”的科学热点领域,通过自主和国际合作科学卫星计划,实现科学上的重大创新突破。

2013年上半年,中科院启动该院最近10多年来改革力度最大的一次院机关科研管理改革,在院层面新设学术委员会、教育委员会、科学思想库建设委员会和发展咨询委员会。其中,中科院发展咨询委员会共有22位委员,分别来自科技部、中国科协、中国工程院、中国社会科学院、教育部、工信部、农业部、财政部、国家自然科学基金委员会、国家国防科技工业局、北京大学等部门和单位。当天的会议上,中科院发展咨询委员会主任白春礼还向部分委员颁赠聘书。(完)。

中新社北京8月1日电 (记者 马海燕)清华大学8月1日与雅砻江流域水电开发有限公司签署合作协议,正式启动中国锦屏地下实验室二期建设工作。该实验室的垂直岩石覆盖达2400米,是世界上最深的地下实验室。极深地下实验室是开展粒子物理学、天体物理学及宇宙学等领域中的暗物质探测、双β衰变、中微子振荡、质子衰变等重大基础性前沿课题的重要研究场所,也是低放射性材料、环境核辐射污染检测的良好环境。过去二三十年,全球已建立起十几个空间大小不同的深地实验室。

12月24日,在成功升空后的第7天,我国空间科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”终于睁开“火眼金睛”,开始寻找暗物质。当天17时55分,经卫星平台测试、有效载荷管理器加电测试、科学探测器高压加电测试后,“悟空”探测到的第一批科学数据成功下传至中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅。这是记者从该任务大厅获悉的消息。根据任务大厅接收到的数据显示,“悟空”的四大科学载荷——塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器、中子探测器探测到的高能电子和伽马射线计数与地面预测计数率一致。

”不过,寻找“异常”与“可能”绝非易事。自2015年底发射升空,“悟空”探测了35亿多个高能宇宙射线,从中总共搜寻出100多个异常电子,难度不亚于大海捞针。“天上的辐射背景太复杂,需要做出区分。”“悟空”科学应用系统总设计师伍健说,与国际同类探测设备相比,“悟空”在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类宇宙射线的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程中产生的一些非常尖锐的信号。

悟空号是我国第一颗天文卫星,也是中国科学院空间科学战略先导专项的首发星,于2015年12月17日发射升空。其核心使命就是在宇宙射线电子和伽马射线辐射中寻找暗物质粒子存在的证据,并进行天体物理研究。暗物质卫星首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进说,悟空号在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”以及“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程产生的一些非常尖锐的能谱信号,堪称迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

它在宇宙大爆炸约1秒钟后与其他等离子体物质退耦,形成看不见的宇宙背景。目前的物理实验和天文观测都无法精确测量中微子的质量。暗物质是宇宙的主要物质构成。该研究团队用3万亿粒子模拟宇宙中的中微子、暗物质的分布和演化,并发现中微子质量可以通过宇宙中含有不同中微子丰度的区域中星系的特性来测量。相对于“贫”中微子区域,在“富”中微子区域,更多的中微子被大质量暗物质结构俘获。这种凝聚效应导致暗物质结构的质量函数的改变,最终导致星系的特性发生变化,为宇宙学观测开辟了一条独立测量中微子质量的道路。大规模宇宙学数值模拟依赖具有强大计算和存储能力的超级计算机。该N体数值模拟于2015年初在“天河二号”上完成。其模拟粒子数超过美国Mira超级计算机进行的模拟,创造了新的世界纪录。该研究成果的第一作者于浩然博士介绍说,N体数值模拟中的粒子数犹如摄像机的像素。“粒子数越多,就好比摄像机的分辨率越高,越能清晰地‘还原’宇宙演化历史,降低中微子‘泊松噪声’的影响。”。

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