中國科技網(wǎng)訊 目前中科院高能所的科學(xué)家正在做有關(guān)阿爾法磁譜儀(AMS)兩個(gè)能譜的研究,一是測(cè)量電子的能譜,另一個(gè)是能同時(shí)測(cè)量電子和正電子的能譜,主要目標(biāo)是驗(yàn)證正電子到底是來源于暗物質(zhì)還是來源于脈沖星。這是中科院高能物理所研究員陳國明今天(7日)在接受科技日?qǐng)?bào)獨(dú)家采訪時(shí)告知記者的。
4月3日,諾貝爾獎(jiǎng)得主丁肇中公布了大型粒子物理實(shí)驗(yàn)AMS項(xiàng)目的首批實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了超過40萬的正電子,這是目前在太空直接觀測(cè)并經(jīng)分析得到的最多數(shù)量的高能量反物質(zhì)粒子。有關(guān)專家稱,探測(cè)結(jié)果令人振奮,但要尋找并確認(rèn)暗物質(zhì)的存在仍需物理學(xué)家們進(jìn)一步努力。
陳國明參與了AMS項(xiàng)目的研究。他說,經(jīng)過前18個(gè)月的太空運(yùn)行,AMS獲取了250億個(gè)初級(jí)宇宙線事例。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后,AMS合作組確認(rèn)了680萬個(gè)能量在5億—3500億電子伏之間的電子及其反粒子——正電子的事例,這個(gè)數(shù)量是空前的?!翱茖W(xué)家們確認(rèn)超過40萬的正電子,這比預(yù)想的要多得多”。
陳國明認(rèn)為,確認(rèn)正電子的存在很重要,阿爾法磁譜儀還將在太空中繼續(xù)運(yùn)行,以獲取更多的宇宙線事例。因?yàn)槭吕龜?shù)積累越多,也就決定著這個(gè)實(shí)驗(yàn)的精確度越高。物理學(xué)的基本常識(shí)告訴人們,電子都是帶負(fù)電的。少量的來自于次級(jí)相互作用的正電子是可以理解的。現(xiàn)在科學(xué)家們確認(rèn)了大量的正電子存在,這個(gè)“事件”超出了人類已有的知識(shí)范疇,是物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型中所沒有的。因而用新的物理學(xué)模型正確解釋正電子的存在(暗物質(zhì)的存在),或許就是物理學(xué)及人類認(rèn)識(shí)上的重大突破。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果公布后,有科學(xué)家說“只是有可能尋找到暗物質(zhì)”。對(duì)此,陳國明解釋說,現(xiàn)在科學(xué)家們還不能夠確定新發(fā)現(xiàn)的正電子來源肯定是暗物質(zhì),因?yàn)橛幸恍┟}沖星也有可能為地球帶來正電子?!斑@就需要粒子物理學(xué)家、特別是理論物理學(xué)家研究并正確說明這些正電子的來源。”一般來說,來自脈沖星的正電子應(yīng)該來自一個(gè)方向,但目前AMS看到的正電子是各向同性的,這一點(diǎn)對(duì)脈沖星起源說是不利的。不過也有科學(xué)家認(rèn)為,離地球較遠(yuǎn)的脈沖星發(fā)出正電子經(jīng)過復(fù)雜的磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)及星際物質(zhì)的相互作用,也會(huì)變得各向同性。
AMS項(xiàng)目由來自歐洲、亞洲及北美洲16個(gè)國家和地區(qū)的成員共同研究。其中中國科學(xué)家在設(shè)備及物理方法上均有重大貢獻(xiàn)。據(jù)陳國明介紹,高能所下一步還準(zhǔn)備做有關(guān)硼碳比的研究,以便確定通過次級(jí)相互作用產(chǎn)生的正電子究竟有多少。(記者 李大慶)
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