——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
中國暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”于北京時(shí)間30日正式公布首批重要科學(xué)成果。這只來自中國的“頑猴”出手不凡,僅兩年的觀測(cè)結(jié)果就發(fā)現(xiàn)了前所未有的現(xiàn)象,或有望揭開暗物質(zhì)的神秘面紗。
“悟空”究竟“能”在哪?此次發(fā)現(xiàn)是否合乎當(dāng)初的科研目標(biāo)?有可能取得的成果將會(huì)是何種級(jí)別……暗物質(zhì)衛(wèi)星科研團(tuán)隊(duì)為公眾分析首批科學(xué)成果的三宗“最”。
最“經(jīng)濟(jì)適用”的衛(wèi)星
花費(fèi)小、本領(lǐng)大,看得清、測(cè)得準(zhǔn)。談到2015年底發(fā)射的暗物質(zhì)衛(wèi)星“悟空”,專家一致給予“性價(jià)比”很高的評(píng)價(jià)。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),銀河系外圍恒星圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)的速度“太快”,因此,在銀河系中除了可見物質(zhì)之外,一定還有其他看不見的物質(zhì),他們合在一起的引力“拉著”這些天體,使其不至于由于速度過高而飛離銀河系。為此所做的計(jì)算表明,這些看不見的物質(zhì)總量是普通物質(zhì)的5倍以上,它們就是“暗物質(zhì)”。
“悟空”在太空中的任務(wù),就是通過間接方法,捕捉暗物質(zhì)湮滅、衰變的蛛絲馬跡。在這一方面,造價(jià)數(shù)億至數(shù)十億美元的費(fèi)米衛(wèi)星、阿爾法磁譜儀目標(biāo)類似,但“悟空”項(xiàng)目耗資不到1億美元,堪稱“經(jīng)濟(jì)適用”的典范。
雖然花錢少,但本領(lǐng)一點(diǎn)不打折。衛(wèi)星首席科學(xué)家常進(jìn)介紹,“悟空”在同類設(shè)備中擁有工作能段最高、能量分辨率最高、粒子鑒別本領(lǐng)最強(qiáng)3項(xiàng)“絕技”。
“‘悟空’具有百萬選一不出錯(cuò)、同時(shí)看100萬倍能量范圍的能力。說‘火眼金睛’一點(diǎn)也不為過?!背_M(jìn)說。
最“意外”的發(fā)現(xiàn)
“悟空”降妖伏魔,源于兩次“意外”。
?。保梗梗纺?,美國宇航局在南極開展南極長周期氣球項(xiàng)目ATIC,主要目標(biāo)是觀測(cè)高能宇宙射線,電子、伽馬射線本不在觀測(cè)之列。
“這是個(gè)機(jī)會(huì)!”常進(jìn)意識(shí)到,美國選擇的南極,是地球上觀測(cè)高能電子獨(dú)一無二的窗口。他一遍遍給南極項(xiàng)目負(fù)責(zé)人發(fā)郵件,闡述自己的觀測(cè)構(gòu)想。
經(jīng)過一年多驗(yàn)算、證明,這一最初被認(rèn)為“瘋狂”的計(jì)劃最終得到支持。此后7年,常進(jìn)3次參與南極觀測(cè),在3000多萬個(gè)宇宙線粒子里成功找到210個(gè)超出正常能譜的高能電子。2008年,以常進(jìn)為第一作者的論文在《自然》雜志發(fā)表。在文中,常進(jìn)論述了電子“超出”可能來自暗物質(zhì)湮滅,“搭便車”的研究最終獲得了國際矚目的成就。
第二次“意外”出現(xiàn)在“悟空”上天后。衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)副總師范一中說,本來所有的注意力都放在以前實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的“超出”能段,誰也沒想到,在更高的1.4TeV能量處,會(huì)再發(fā)現(xiàn)異于正常能譜的“奇異”電子。
“這可能會(huì)是‘悟空號(hào)’最重要的發(fā)現(xiàn)??茖W(xué)就是這樣,無心插柳、種瓜得豆,你永遠(yuǎn)不知道下一秒會(huì)有什么驚喜?!狈兑恢姓f。
最令人期待的成果
“從未預(yù)想的成果”“激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)”……對(duì)于此次公布的“悟空”成果,《自然》中國區(qū)總監(jiān)印格致毫不吝惜地給予了極高評(píng)價(jià)。
雖然目前積累的粒子數(shù)量還不足以確證“發(fā)現(xiàn)”,“悟空”在1.4TeV處捕捉的“奇異”電子,依然引起了物理學(xué)者的強(qiáng)烈關(guān)注。
?。玻埃保衬辏瑲W洲核子中心確認(rèn)發(fā)現(xiàn)被譽(yù)為“上帝粒子”的希格斯玻色子。物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型61種基本粒子的最后一塊拼圖歸位。但這并不是宇宙的最終答案。功德圓滿的模型如果不能突破,也意味著對(duì)宇宙新知的探索即將步入一片沙漠。
范一中說,1.4TeV能量處的“奇異”電子信號(hào)如果得到確認(rèn),將超出常規(guī)天文模型的解釋范疇,要么來自暗物質(zhì)湮滅,要么來自宇宙中某種奇特的“新型加速器”。
“現(xiàn)在看來,最有可能的解釋是來源于暗物質(zhì)。”中科院院士吳岳良說。
“粒子物理領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入下半場(chǎng),希望‘悟空’能夠得分。按照目前的進(jìn)度,我們的第二批科學(xué)成果預(yù)計(jì)將在明年底發(fā)表?!背_M(jìn)說。
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