美籍華人科學(xué)家丁肇中主持暗物質(zhì)研究取得重要成果 2013-04-04 09:35? 鄭燕峰?來源：新華網(wǎng)/中國青年報 責(zé)任編輯:黃曉夏 我來說兩句 |
美籍華人科學(xué)家丁肇中主持暗物質(zhì)研究取得重要成果 |
安置在國際空間站的阿爾法磁譜儀（AMS）。
4月3日，在日內(nèi)瓦附近的歐洲核子研究中心，諾貝爾獎得主、美籍華人物理學(xué)家丁肇中接受媒體采訪。由丁肇中主持的AMS（阿爾法磁譜儀）項目在歷時18年之后公布第一個實驗結(jié)果。山東大學(xué)受權(quán)在4日零時宣布，AMS已發(fā)現(xiàn)超過40萬個正電子，這些正電子有可能來自于脈沖星或者人類一直尋找的暗物質(zhì)。新華社記者王思維攝 丁肇中團(tuán)隊發(fā)布AMS項目18年來第一個實驗結(jié)果 人類認(rèn)識暗物質(zhì)邁出重要一步 人類對暗物質(zhì)的理解和檢測實現(xiàn)新進(jìn)展。日內(nèi)瓦時間4月3日下午5點（北京時間4月4日零點），諾貝爾物理獎獲得者丁肇中教授在日內(nèi)瓦歐洲核子中心，首次公布其領(lǐng)導(dǎo)的阿爾法磁譜儀（AMS）項目18年之后的第一個實驗結(jié)果——已發(fā)現(xiàn)的40萬個正電子可能來自一個共同之源，即脈沖星或人們一直尋找的暗物質(zhì)。 按照合作協(xié)議，丁肇中教授通知負(fù)責(zé)AMS項目熱系統(tǒng)工程的山東大學(xué)程林教授，在濟(jì)南進(jìn)行同一文稿的中文發(fā)布。 目前，尋找暗物質(zhì)粒子、研究暗能量的物理本質(zhì)、探索宇宙起源及演化的奧秘、結(jié)合粒子物理和宇宙學(xué)的研究已成為21世紀(jì)天文學(xué)和物理學(xué)發(fā)展的一個重要趨勢。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者李政道教授曾多次指出：“暗物質(zhì)是籠罩20世紀(jì)末和21世紀(jì)初現(xiàn)代物理學(xué)的最大烏云，它將預(yù)示著物理學(xué)的又一次革命。” 暗物質(zhì)不發(fā)光，也就是不發(fā)出電磁波，所以看不見，但與通常物質(zhì)一樣，暗物質(zhì)有引力作用。這個引力效應(yīng)讓天文學(xué)家在宇宙空間發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)占宇宙的23%，另外73%是暗能量。而組成我們身邊這個世界的常規(guī)物質(zhì)只占4%。雖然人們早已經(jīng)猜測到暗物質(zhì)可能存在，但一直以來從未明確探測到暗物質(zhì)粒子，因此，還不能確定暗物質(zhì)的性質(zhì)。 丁肇中團(tuán)隊使用的阿爾法磁譜儀(AMS)，是安置于太空中的精密粒子探測裝置，是目前靈敏度最高，也是最復(fù)雜、最昂貴的一臺暗物質(zhì)探測設(shè)備，代表了當(dāng)今科學(xué)實驗的最高技術(shù)手段，由16個國家和地區(qū)的600余名科學(xué)家歷時近18年完成，耗資21億美元，實驗過程可能持續(xù)15至20年。 在此之前，在不同的實驗上都看到了一些“反?！臂E象，人們懷疑這些就是暗物質(zhì)的信號。但是，由于實驗的靈敏度還不夠，這些跡象都還無法確認(rèn)為暗物質(zhì)的信號。 2011年5月16日，AMS搭乘美國“奮進(jìn)”號航天飛機的最后一個航班，送入太空，在未來20年內(nèi)，這個實驗是國際空間站上唯一的大型科學(xué)實驗。丁肇中曾說：“這將使我們能夠直至宇宙的邊緣尋找反物質(zhì)宇宙的存在?！?/p> 在太空運行的第一年，AMS已經(jīng)收集了160億個宇宙線數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了上個世紀(jì)收集到的宇宙射線數(shù)據(jù)的總和。 2011年5月19日放置至今，AMS已觀測311億個宇宙射線，其能量高達(dá)數(shù)萬億電子伏特。宇宙射線信號傳送到地面，由AMS實驗項目組分析。 從2011年5月19日至2012年12月10日的前18個月的太空實際探測運轉(zhuǎn)中，AMS分析了250億個初級宇宙射線。其中，科學(xué)家們確認(rèn)了680萬個電子及其反粒子——正電子的事例。 由AMS探測的超過40萬個正電子，是當(dāng)前最多的在太空中直接觀測、分析的高能量反物質(zhì)粒子。 丁肇中團(tuán)隊的第一個實驗結(jié)果認(rèn)為，高能的正電子不是來自空間某個特定的方向，這些特性表明了新物理現(xiàn)象的論據(jù)。這次研究成果在丁肇中看來是朝著人類認(rèn)識暗物質(zhì)方向前進(jìn)的重要一步，但不是最終答案?！拔覀冃枰嗟慕y(tǒng)計量來研究，目前的結(jié)果是基于預(yù)期收集總數(shù)據(jù)量的約十分之一的數(shù)據(jù)?！?/p> 由于AMS的精確度及可用之高的統(tǒng)計量，AMS磁譜儀被科學(xué)家認(rèn)為有能力探索新物理。 曾與丁肇中一起工作的山東大學(xué)泰山學(xué)者特聘教授、粒子物理學(xué)家王萌認(rèn)為，這是粒子物理和高能物理界期待很久的實驗結(jié)果。他相信，隨著AMS最終發(fā)布的數(shù)據(jù)，將能最終澄清能譜是來源于暗物質(zhì)粒子的碰撞還是銀河系的脈沖星。 在AMS項目中，熱系統(tǒng)是最關(guān)鍵的部分，因為AMS探測器的溫度波動必須保持在1攝氏度之內(nèi)，然而由于地球和太陽的相對運動以及地球的自轉(zhuǎn)等因素，AMS的溫度環(huán)境每天都在發(fā)生改變。 山東大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)了AMS熱系統(tǒng)構(gòu)建的所有進(jìn)程。山東大學(xué)程林教授作為AMS熱系統(tǒng)總負(fù)責(zé)人，全面承擔(dān)了設(shè)計、組裝和太空驗證AMS整個熱系統(tǒng)的全部工作。 在今天的發(fā)布會上，程林教授說，在工作18年后，這是AMS項目給大家的一個交代，是標(biāo)志性的成績，相信會有越來越多的論文發(fā)表，也許不會再等待18年，也許18個月就有新成果發(fā)布。 他希望，合作伙伴有機會通過這個項目獲得諾貝爾物理學(xué)獎。（記者鄭燕峰） |
