“悟空”為什么“能”,? 首批科學(xué)成果的三宗“最”
視頻:暗物質(zhì)衛(wèi)星悟空完成測(cè)試 科學(xué)成果有望年底公布 來(lái)源:上海東方高清
新華社北京11月30日電 題:“悟空”為什么“能”?——首批科學(xué)成果的三宗“最”
新華社記者陳芳,、王玨玢,、蔣芳
中國(guó)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(lái)自中國(guó)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(kāi)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(jiàn)物質(zhì)之外,,一定還有其他看不見(jiàn)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(guò)高而飛離銀河系,。為此所做的計(jì)算表明,,這些看不見(jiàn)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(guò)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(wàn)選一不出錯(cuò),、同時(shí)看100萬(wàn)倍能量范圍的能力,。說(shuō)‘火眼金睛’一點(diǎn)也不為過(guò)?!背_M(jìn)說(shuō),。
最“意外”的發(fā)現(xiàn)
“悟空”降妖伏魔,源于兩次“意外”,。
1997年,,美國(guó)宇航局在南極開(kāi)展南極長(zhǎng)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(guó)選擇的南極,是地球上觀測(cè)高能電子獨(dú)一無(wú)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(guò)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(wàn)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(lái)自暗物質(zhì)湮滅,,“搭便車”的研究最終獲得了國(guó)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(shuō),,本來(lái)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(shuí)也沒(méi)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),。科學(xué)就是這樣,,無(wú)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(shuō)。
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(guó)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,。
2013年,歐洲核子中心確認(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(shuō),,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(lái)自暗物質(zhì)湮滅,,要么來(lái)自宇宙中某種奇特的“新型加速器”,。
“現(xiàn)在看來(lái),最有可能的解釋是來(lái)源于暗物質(zhì),?!敝锌圃涸菏繀窃懒颊f(shuō)。
“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(shuō)。