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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國(guó)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

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

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中科院高能物理所研究員張雙南表示，中國(guó)科學(xué)家正在積極準(zhǔn)備發(fā)起大科學(xué)計(jì)劃

試圖解開六大極端宇宙謎題

2018-09-20 中國(guó)科學(xué)報(bào) 倪思潔

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語(yǔ)音播報(bào)

空間高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)施HERD

增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)eXTP 中科院高能物理所供圖

　　9月17日，在全國(guó)物理科普大會(huì)上，中科院高能物理所研究員張雙南表示，中國(guó)科學(xué)家正在積極準(zhǔn)備發(fā)起“探索極端宇宙”國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，該計(jì)劃將通過兩項(xiàng)衛(wèi)星任務(wù)，解開六大極端宇宙謎題。

　　“對(duì)物質(zhì)與宇宙的探索是人類文明的重大標(biāo)志?！睆堧p南說，過去50年里，人類研究了“無窮小”的粒子物理問題與“無窮大”的宇宙問題，逐步驗(yàn)證和完善了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型和宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型。

　　但是，“目前，極端起源、極端能量、極端天體、極端引力、極端磁場(chǎng)、極端密度領(lǐng)域還存在六大問題?！睆堧p南說。

　　他表示，在極端起源方面，宇宙大爆炸極端過程產(chǎn)生的暗物質(zhì)和普通物質(zhì)的比例約是6：1，但是目前還沒有發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子。在極端能量方面，高能宇宙線的能量比人造加速器的能量至少高一億倍，但是其極端粒子加速的過程還不清楚。在極端天體領(lǐng)域，宇宙中的高能伽馬射線源很可能是宇宙極端高能粒子加速器，但是目前的巡天研究還沒有完全認(rèn)證。

　　針對(duì)這三個(gè)問題，中國(guó)發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)了空間高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)施（HERD）項(xiàng)目，以歐洲為主的10個(gè)國(guó)家將參加并提供約三分之一的等價(jià)實(shí)物貢獻(xiàn)。張雙南表示，HERD項(xiàng)目計(jì)劃于2025年安裝在中國(guó)空間站上的空間天文和粒子天體物理實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)在軌運(yùn)行10年以上。

　　“HERD將以最高靈敏度搜尋暗物質(zhì)，探究宇宙線起源的世紀(jì)之謎，開展高靈敏度的高能伽馬射線巡天和監(jiān)視，并探索脈沖星導(dǎo)航的新體制?！睆堧p南說。

　　今年5月，HERD項(xiàng)目建議書順利通過由意大利空間局和中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用總體部組織的聯(lián)合評(píng)審。評(píng)審組認(rèn)為，HERD致力于解決前沿科學(xué)問題，其科學(xué)目標(biāo)獨(dú)一無二，載荷方案滿足需求并具有2025年發(fā)射可行性，國(guó)際合作方案切實(shí)可靠。

　　與此同時(shí)，增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)（eXTP）項(xiàng)目將重點(diǎn)研究另外三大待解謎題。

　　張雙南表示，在極端引力方面，黑洞提供了宇宙中最強(qiáng)的引力場(chǎng)，但是在這種極端引力條件下會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象還沒有精確的觀測(cè)結(jié)果。在極端磁場(chǎng)方面，中子星提供了宇宙中最強(qiáng)的磁場(chǎng)，但是在這種情況下真空漲落會(huì)產(chǎn)生什么還沒有直接的觀測(cè)結(jié)果。在極端密度方面，中子星內(nèi)部的物質(zhì)密度在宇宙中最高，但是其內(nèi)部是由中子還是夸克物質(zhì)組成的仍然是未解之謎。

　　“歷經(jīng)10年預(yù)研，eXTP的關(guān)鍵技術(shù)已有突破，它將通過觀測(cè)一奇二星（黑洞、中子星和夸克星），理解三極端（引力、磁場(chǎng)和密度）物理規(guī)律?！睆堧p南說。

　　記者了解到，該衛(wèi)星工程將由中國(guó)牽頭，提供衛(wèi)星平臺(tái)、火箭和測(cè)控系統(tǒng)，建設(shè)地面支撐系統(tǒng)與科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，國(guó)外合作方以提供部分地面站和科學(xué)數(shù)據(jù)中心的形式參與合作，此外，中方與歐方將各牽頭負(fù)責(zé)兩個(gè)載荷。

　　“HERD和eXTP都提出并且預(yù)研了超過10年，創(chuàng)新性強(qiáng)、技術(shù)成熟度高，形成了國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)并長(zhǎng)期開展了大量的合作，由這兩個(gè)項(xiàng)目構(gòu)成的國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，很可能是中國(guó)有史以來發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)、由最多發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)的最大型國(guó)際合作科學(xué)項(xiàng)目。我們已經(jīng)做好了2025年前發(fā)射的科學(xué)、技術(shù)和國(guó)際合作的準(zhǔn)備。”張雙南說。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2018-09-20 第4版綜合)

空間高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)施HERD

增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)eXTP 中科院高能物理所供圖
　　9月17日，在全國(guó)物理科普大會(huì)上，中科院高能物理所研究員張雙南表示，中國(guó)科學(xué)家正在積極準(zhǔn)備發(fā)起“探索極端宇宙”國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，該計(jì)劃將通過兩項(xiàng)衛(wèi)星任務(wù)，解開六大極端宇宙謎題。
　　“對(duì)物質(zhì)與宇宙的探索是人類文明的重大標(biāo)志。”張雙南說，過去50年里，人類研究了“無窮小”的粒子物理問題與“無窮大”的宇宙問題，逐步驗(yàn)證和完善了粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型和宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型。
　　但是，“目前，極端起源、極端能量、極端天體、極端引力、極端磁場(chǎng)、極端密度領(lǐng)域還存在六大問題?！睆堧p南說。
　　他表示，在極端起源方面，宇宙大爆炸極端過程產(chǎn)生的暗物質(zhì)和普通物質(zhì)的比例約是6：1，但是目前還沒有發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子。在極端能量方面，高能宇宙線的能量比人造加速器的能量至少高一億倍，但是其極端粒子加速的過程還不清楚。在極端天體領(lǐng)域，宇宙中的高能伽馬射線源很可能是宇宙極端高能粒子加速器，但是目前的巡天研究還沒有完全認(rèn)證。
　　針對(duì)這三個(gè)問題，中國(guó)發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)了空間高能宇宙輻射探測(cè)設(shè)施（HERD）項(xiàng)目，以歐洲為主的10個(gè)國(guó)家將參加并提供約三分之一的等價(jià)實(shí)物貢獻(xiàn)。張雙南表示，HERD項(xiàng)目計(jì)劃于2025年安裝在中國(guó)空間站上的空間天文和粒子天體物理實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)在軌運(yùn)行10年以上。
　　“HERD將以最高靈敏度搜尋暗物質(zhì)，探究宇宙線起源的世紀(jì)之謎，開展高靈敏度的高能伽馬射線巡天和監(jiān)視，并探索脈沖星導(dǎo)航的新體制?！睆堧p南說。
　　今年5月，HERD項(xiàng)目建議書順利通過由意大利空間局和中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用總體部組織的聯(lián)合評(píng)審。評(píng)審組認(rèn)為，HERD致力于解決前沿科學(xué)問題，其科學(xué)目標(biāo)獨(dú)一無二，載荷方案滿足需求并具有2025年發(fā)射可行性，國(guó)際合作方案切實(shí)可靠。
　　與此同時(shí)，增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振空間天文臺(tái)（eXTP）項(xiàng)目將重點(diǎn)研究另外三大待解謎題。
　　張雙南表示，在極端引力方面，黑洞提供了宇宙中最強(qiáng)的引力場(chǎng)，但是在這種極端引力條件下會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象還沒有精確的觀測(cè)結(jié)果。在極端磁場(chǎng)方面，中子星提供了宇宙中最強(qiáng)的磁場(chǎng)，但是在這種情況下真空漲落會(huì)產(chǎn)生什么還沒有直接的觀測(cè)結(jié)果。在極端密度方面，中子星內(nèi)部的物質(zhì)密度在宇宙中最高，但是其內(nèi)部是由中子還是夸克物質(zhì)組成的仍然是未解之謎。
　　“歷經(jīng)10年預(yù)研，eXTP的關(guān)鍵技術(shù)已有突破，它將通過觀測(cè)一奇二星（黑洞、中子星和夸克星），理解三極端（引力、磁場(chǎng)和密度）物理規(guī)律?！睆堧p南說。
　　記者了解到，該衛(wèi)星工程將由中國(guó)牽頭，提供衛(wèi)星平臺(tái)、火箭和測(cè)控系統(tǒng)，建設(shè)地面支撐系統(tǒng)與科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，國(guó)外合作方以提供部分地面站和科學(xué)數(shù)據(jù)中心的形式參與合作，此外，中方與歐方將各牽頭負(fù)責(zé)兩個(gè)載荷。
　　“HERD和eXTP都提出并且預(yù)研了超過10年，創(chuàng)新性強(qiáng)、技術(shù)成熟度高，形成了國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)并長(zhǎng)期開展了大量的合作，由這兩個(gè)項(xiàng)目構(gòu)成的國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，很可能是中國(guó)有史以來發(fā)起并領(lǐng)導(dǎo)、由最多發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)的最大型國(guó)際合作科學(xué)項(xiàng)目。我們已經(jīng)做好了2025年前發(fā)射的科學(xué)、技術(shù)和國(guó)際合作的準(zhǔn)備?！睆堧p南說。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2018-09-20 第4版綜合)

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