中国首颗天文卫星“悟空”取回“真经”


 发布时间:2021-02-28 05:37:57

这是中国科研人员自主提出的新探测技术,实现了对高能电子、伽马射线的“经济实用型”观测。除了暗物质探测的目标,“悟空”卫星的数据还可以广泛用于宇宙射线和高能天体物理的研究,为我们理解宇宙中极端条件天体和激烈活动现象等提供帮助。勇闯“无人区”:在不断探索中前行去年12月7日,根据前5

神通广大传闻孙悟空拜菩提祖师为师,习得七十二变、筋斗云等技艺。“悟空”暗物质粒子探测卫星也不遑多让。常进说,卫星有效载荷达1.4吨,整体结构复杂,共包含近8万路电子学信号通道,“这是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器”。暗物质粒子探测卫星工程卫星系统总师李华旺说,四种探测器各有所长。比如塑闪阵列探测器采用了中国自主研制的世界最大闪烁体,BGO量能器里有308根中国科学家培养出的世界最长BGO晶体。

“如果暗物质湮灭产生电子、伽马射线,那么它们的能量不能超过暗物质的质量。因此在暗物质质量以上的能段,电子或伽马射线的流量会突然减少,在能谱上表现为尖锐的拐折。现在‘悟空’的确在电子宇宙射线能谱中发现了一个拐折,尽管其最终物理起源还需要深入研究。”范一中解释说。这是“悟空”首次探测到的一个非常尖锐的能谱结构。初步数据显示,宇宙射线高能电子约在1.4TeV(万亿电子伏特)附近呈现出尖锐的结构,可能与暗物质粒子湮灭有关。

18日,由诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中主持的阿尔法磁谱仪(AMS)项目在《物理评论快报》上发表了最新研究成果,使得人们对高能宇宙射线的本质有更深入的了解,并使暗物质存在的争议趋于明朗。据了解,安装于国际空间站上的AMS已捕获分析了410亿个宇宙射线粒子,其中1090万件经辨认为电子与正电子。AMS测量了能量在5亿至5千亿电子伏特之间的“正电子分率”(即正电子数占电子与正电子总数之比例),发现此分率在80亿电子伏特时开始快速增加,显示有新的正电子源存在。

“撸起袖子加油干,天上不会掉馅饼。”常进说,这句话就是他的座右铭。——从南极发现的数据存在“异常”,到2008年发出论文,常进经历了7年无休无止的数据分析。ATIC是一个气球试验,相比现在的空间设备,太简单了,加上原初的科学目标根本不是电子,用来观测高能电子存在许多问题,困难很大。“那些未解之谜整天在脑子里抓着、挠着,他根本就不休息。”常进的夫人是脑科医生,一度发现自己的丈夫神情恍惚,嘴里总在嘀咕,突然之间说有了一个新的“idea”,然后马上跑到实验室编一个程序来演算。

中新网北京11月11日电(记者 马海燕)国际知名科学杂志《物理评论D》(快报)今日发表一项中国科学家关于暗物质研究的最新成果。过去多年国际多个实验组之间发布的同类实验结果相互矛盾,这一成果提供了更新的、灵敏度更高的实验证据,被物理学界视为一个重要进展。暗物质是指不发射任何光及电磁辐射的物质,目前人们只能通过引力产生的效应得知其存在。暗物质研究是当前粒子物理学、天体物理学研究领域中最前沿的研究课题之一。此研究将是人类认识宇宙的一次重大飞跃,其研究成果将导致一场新的物理学革命,可能极大改变人类对于物质世界的认识。

他告诉记者,科学家们利用“悟空”捕获粒子,从中筛选高能电子宇宙线的能谱数据。“惊喜就隐藏在这能谱的结构中,‘正常’的能谱结构一定是光滑的,如果发生了现有理论解释不了的能谱结构,那么至少是新的天文现象,也很可能就是暗物质的信号。”范一中说。“对比上天前的三大科学任务,可以负责任地说,‘悟空'的表现超出预期,正在打开物理新窗口的道路上稳步前进!”常进说,我们需要的是时间,需要数据的积累。现在的数据在以1天数百颗光子的速度累积。

经过530天在轨运行观测积累,“悟空”首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在1TeV处的“拐折”及在1.4TeV处的“尖峰”。《自然》审稿人、一位国际知名理论物理学家评价称:“现有的物理模型无法解释‘悟空’的最新发现。”中国科学院院士、中国科学院理论物理研究所所长吴岳良认为,从目前数据分析来看,产生“奇异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭。如果进一步证实这种观点,人们就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率。

“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)。

散射实验如此之难,于是产生了第二种方法,观测暗物质衰变或湮灭后产生的可见粒子。这种方法是基于暗物质自身会湮灭产生可见物质的假设。常进介绍,世界上的物质都有反物质,当一个物质遇到一个反物质的时候,两者都会被摧毁,由此产生巨大的能量。但是暗物质非常独特,它的反物质就是本身,如果暗物质粒子和自身的反物质粒子发生碰撞,那么所产生的能量将更大。假如能够监测到暗物质粒子碰撞后产生的是高能电子,其流量远高于正常值,通过这种湮灭实验间接证明了有暗物质的产生。

斐乐 本帖 增票

上一篇: 河南周口查出逾5000人“吃空饷” 年开支过亿元

下一篇: 云南福贡县泥石流泥沙已清理 未发现17名失踪者



发表评论:
相关阅读
网站首页 |网站地图 |手机版 |电脑版

Copyright © 2012-2020 起早今日网 版权所有 0.19160