“悟空”衛(wèi)星獲全球最精確電子宇宙射線探測(cè)結(jié)果 助力暗物質(zhì)探索

       11月30日，據(jù)中國之聲《新聞縱橫》報(bào)道，已經(jīng)翻出地球十萬八千里的探測(cè)衛(wèi)星“悟空”號(hào)，用那雙“火眼金睛”在茫茫太空中找到了“暗物質(zhì)”的神秘 蹤影。
       30日凌晨，英國《自然》雜志發(fā)表的論文顯示，“悟空”衛(wèi)星已獲得世界上最精確的高能電子宇宙線能譜。高能電子宇宙線能譜，這個(gè)詞對(duì)于大多數(shù)人來 說聽著很陌生，它是什么？這個(gè)發(fā)現(xiàn)有什么意義？記者了解到，這個(gè)能譜有助于幫助天文學(xué)家進(jìn)一步揭開暗物質(zhì)的神秘面紗。
       暗物質(zhì)，對(duì)于我們很多人來說已經(jīng)不是什么新鮮名詞，它經(jīng)常出現(xiàn)在科幻小說、科幻電影里。但它到底是什么，或許沒有多少人能說得清楚，就算在天文 學(xué)界它也依然是個(gè)謎。不過，暗物質(zhì)與我們卻密切相關(guān)。不知你有沒有想過一個(gè)問題，太陽系圍繞銀河系的中心，以非?？斓乃俣刃D(zhuǎn)，但是為什么沒有因?yàn)?速度過高而飛離銀河系的中心呢？是否還有其他看不見的物質(zhì)，通過引力拉著太陽？而這些看不見的物質(zhì)，就是天文學(xué)家所說的“暗物質(zhì)”。探究暗物質(zhì)的物 理本質(zhì)，成了國際上粒子物理和天體物理領(lǐng)域最重大問題之一。
       中科院院長白春禮介紹說：“為此所做的計(jì)算表明，看不見的物質(zhì)總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過看得見的物質(zhì)。這些看不見的物質(zhì)被暫時(shí)稱為暗物質(zhì)。發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，就自 然成為了重大科學(xué)前沿?！?br data-filtered="filtered">       2015年，我國成功發(fā)射了暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”。它的使命，就是在茫茫宇宙尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)。具體來說，就是尋找暗物質(zhì)粒子湮沒過 程產(chǎn)生的一些非常尖銳的能譜信號(hào)，即電子數(shù)目隨能量變化情況的信號(hào)。這次“悟空”發(fā)現(xiàn)的高能電子宇宙線能譜，就是天文學(xué)家苦苦尋找的信號(hào)。
       十二年前，中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)副臺(tái)長常進(jìn)在南極完成的一次氣球?qū)嶒?yàn)，讓我國在探測(cè)暗物質(zhì)的道路上邁出重要的一步。在這次中美聯(lián)合實(shí)驗(yàn)中，常 進(jìn)使用了能夠測(cè)量到非常高能量的探測(cè)器，卻發(fā)現(xiàn)，在公認(rèn)計(jì)數(shù)率應(yīng)該下降的能譜段出現(xiàn)了超出。
       國家空間科學(xué)中心主任吳季回憶：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)也引起了科學(xué)界的廣泛討論，到底是不是暗物質(zhì)的蛛絲馬跡？由于所獲得的數(shù)據(jù)太少，置信度不高，因此無 法完全確定。但是那個(gè)結(jié)果還是非常激動(dòng)人心的。我還記得2005年我第一次到常進(jìn)的辦公室，他就激動(dòng)地給我看那條曲線，并說，‘如果我能夠做一個(gè)更大的 探測(cè)器，把它放到衛(wèi)星上，我就一定能夠斷定它是不是暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生的高能粒子’?！?br data-filtered="filtered">       2015年，我國成功發(fā)射了首顆天文衛(wèi)星、暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”。白春禮說：“來自宇宙空間的粒子能譜根據(jù)我們已知的物理規(guī)律有其特定的分布 ，其分布規(guī)律是逐漸下降的。如果出現(xiàn)異常，必然有著新的物理原因。根據(jù)目前理論物理學(xué)家的解釋，如果暗物質(zhì)粒子相互碰撞并湮滅，將轉(zhuǎn)換為高能電子。 那么到空間去精確地探測(cè)高能電子能譜，就可能發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的蛛絲馬跡。”
       “悟空”號(hào)瞄準(zhǔn)這個(gè)方向，用中國科學(xué)家特有的設(shè)計(jì)方案和中國工程師獨(dú)特的探測(cè)器制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國際上最精確和最高效的探測(cè)，經(jīng)過一年多的數(shù)據(jù) 積累，終于有了重大發(fā)現(xiàn)。在在軌運(yùn)行的前530天里，共采集了約28億高能宇宙射線，其中包含約150萬25GeV以上的電子宇宙射線。基于這些數(shù)據(jù)，科研人員 成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測(cè)結(jié)果?！拔蚩铡钡臄?shù)據(jù)揭示出電子能譜在1TeV處體現(xiàn)出一個(gè)拐折。科學(xué)家們分析，這個(gè)拐折反映了宇宙中 高能電子輻射源的典型加速能力。而拐折中精確的下降行為，對(duì)于判定能量低于1TeV的電子宇宙射線是否來自于暗物質(zhì)，起著關(guān)鍵性作用。而更激動(dòng)人心的是 ，“悟空”衛(wèi)星初步發(fā)現(xiàn)電子宇宙射線能譜位于1.4TeV處存在精細(xì)結(jié)構(gòu)。作為暗物質(zhì)衛(wèi)星工程首席科學(xué)家，常進(jìn)介紹：“我們?cè)诟吣芏伟l(fā)現(xiàn)了一個(gè)令人矚目的 現(xiàn)象，就在一個(gè)點(diǎn)，流量突然上去又下來了，這個(gè)點(diǎn)是我們沒有預(yù)見到的，現(xiàn)有的物理知識(shí)還沒辦法解釋?！?br data-filtered="filtered">       一旦該精細(xì)結(jié)構(gòu)得以確證，將是粒子物理或天體物理領(lǐng)域的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。常進(jìn)解釋：“當(dāng)然我們現(xiàn)在的數(shù)據(jù)量還不足以百分之百肯定我們發(fā)現(xiàn)了什么東西 ，但是好的是‘悟空’號(hào)在天工作幾乎完美，還在繼續(xù)收集數(shù)據(jù)。我們希望通過后面的數(shù)據(jù)能夠弄清楚在這個(gè)能段的這些新奇的東西究竟是什么。”

       （來源：央廣網(wǎng)）