宇宙观测新大门：丁肇中和阿尔法磁谱仪
- 2013/10/20 18:41:56 16494
- 来源：仪表网
摘要：暗物质粒子，似乎正从理论预言走向现实。北京时间昨天凌晨，诺奖得主丁肇中率领的团队公布了观测宇宙射线18个月后得出的结论，其与暗物质粒子模型相当吻合。成果虽有待进一步完善和验证，但无疑点燃了学界对破解暗物质之谜的热情和信心。
暗物质粒子，似乎正从理论预言走向现实。北京时间昨天凌晨，诺奖得主丁肇中率领的团队公布了观测宇宙射线18个月后得出的结论，其与暗物质粒子模型相当吻合。成果虽有待进一步完善和验证，但无疑点燃了学界对破解暗物质之谜的热情和信心。
这个堪称人类昂贵实验的支点，就是阿尔法磁谱仪(AMS)，它让人类打开了一扇从太空观测宇宙射线的大门。
赶赴太空探测粒子
数百年来，人类观测宇宙主要是借助望远镜搜集远方传来的光。但暗物质不发光，要了解它就得另辟蹊径。
除了光子，宇宙中飞行着大量高能粒子(即“宇宙射线”)。但与光子不同，这些粒子带电、有质量，穿透大气层时很容易发生反应，变成次生粒子，其种类、性质等都发生变化。要直接从宇宙射线中搜集原始的信息，就必须避开大气层。阿尔法磁谱仪就是一台直接在太空中运行的高能粒子探测器。
阿尔法磁谱仪重7吨，能耗2500瓦，主体是直径1.3米、高0.8米的空心圆柱体，中央有强大的人造磁场，外围布置着各种高精度探测器。根据电磁原理，带正电和负电的粒子通过磁场后，会朝不同方向偏转，这就能区分并获得宇宙中各类高能粒子的参数。但要把大型磁铁送入太空并不容易。若没有特殊技术，磁体会把飞行器变成指南针，在地磁场的作用下，航天飞机、空间站很容易失控。过去40年，虽有人也想过在太空架设磁谱仪，但一直没有成功。
中国智慧解决难题
丁肇中团队荟萃了16个国家的数百名研究人员。在许多场合，他都表达了对“中国智慧”和中国研究者的感谢。
丁肇中感谢的，应该是帮他解决将强磁体送入太空难题的中科院电工所、中科院高能所、中国运载火箭技术研究院等中国科研机构。中国科学院电工所提供的阿尔法磁谱仪核心磁体，采用了独特的磁路设计，重量轻、无漏磁，而且非常可靠。
这块磁体由4000块小磁铁组成，丁肇中曾做过破坏性试验，防止在情况下有磁体飞出，击穿飞行器从而酿成大祸，结果让他非常放心。磁体终顺利通过了美国国家航空航天局严格的安全审查，成为人类送入宇宙的块大型磁体。
此外，山东大学的热控制系统、东南大学的计算机系统、中山大学的冷却系统等，都为整个项目作出了重大贡献。
为防犯错近乎苛刻
由于阿尔法磁谱仪的地位，它的数据、衍生的结论难以被第三方验证。因此，丁肇中对“不出错”的要求近乎苛刻：“我想今后50年里也不可能有人再做这么大、这么困难的实验了。”
阿尔法磁谱仪的很多部件，都做了10到20个，然后选出好的一个。升空后，丁肇中每天都召集会议，分析仪器运行，研究如何减少误差。他将数据分析团队分成两个小组，互不通气，独立拿出自己的结论，用这种特殊机制保证结果的可信度。
丁肇中团队发现宇宙中“暗物质”存在线索
丁肇中说，做实验要有自信，但这是一种战略上的自信，实际操作中，他要求所有人对任何仪器都报以怀疑，以此保持足够的谨慎。在首篇论文发表之际，丁肇中仍对外强调保持冷静和耐心。他说，搞清目前发现的正电子的来源，可能还需要一段时间。研究者必须抛弃偏见，秉持持开放的态度。他说，项目才“刚刚开始”，目前收集到的数据是阿尔法磁谱仪预期收集数据的10%左右，还有很多未知等待探测。
诺贝尔物理奖获得者丁肇中教授在日内瓦欧洲核子中心，公布其领导的阿尔法磁谱仪(AMS)项目18年之后的个实验结果——已发现的40万个正电子可能来自一个共同之源，即脉冲星或人们一直寻找的暗物质。
暗物质粒子，似乎正从理论预言走向现实。北京时间昨天凌晨，诺奖得主丁肇中率领的团队公布了观测宇宙射线18个月后得出的结论，其与暗物质粒子模型相当吻合。成果虽有待进一步完善和验证，但无疑点燃了学界对破解暗物质之谜的热情和信心。
这个堪称人类昂贵实验的支点，就是阿尔法磁谱仪(AMS)，它让人类打开了一扇从太空观测宇宙射线的大门。
赶赴太空探测粒子
数百年来，人类观测宇宙主要是借助望远镜搜集远方传来的光。但暗物质不发光，要了解它就得另辟蹊径。
除了光子，宇宙中飞行着大量高能粒子(即“宇宙射线”)。但与光子不同，这些粒子带电、有质量，穿透大气层时很容易发生反应，变成次生粒子，其种类、性质等都发生变化。要直接从宇宙射线中搜集原始的信息，就必须避开大气层。阿尔法磁谱仪就是一台直接在太空中运行的高能粒子探测器。
阿尔法磁谱仪重7吨，能耗2500瓦，主体是直径1.3米、高0.8米的空心圆柱体，中央有强大的人造磁场，外围布置着各种高精度探测器。根据电磁原理，带正电和负电的粒子通过磁场后，会朝不同方向偏转，这就能区分并获得宇宙中各类高能粒子的参数。但要把大型磁铁送入太空并不容易。若没有特殊技术，磁体会把飞行器变成指南针，在地磁场的作用下，航天飞机、空间站很容易失控。过去40年，虽有人也想过在太空架设磁谱仪，但一直没有成功。
中国智慧解决难题
丁肇中团队荟萃了16个国家的数百名研究人员。在许多场合，他都表达了对“中国智慧”和中国研究者的感谢。
丁肇中感谢的，应该是帮他解决将强磁体送入太空难题的中科院电工所、中科院高能所、中国运载火箭技术研究院等中国科研机构。中国科学院电工所提供的阿尔法磁谱仪核心磁体，采用了独特的磁路设计，重量轻、无漏磁，而且非常可靠。
这块磁体由4000块小磁铁组成，丁肇中曾做过破坏性试验，防止在情况下有磁体飞出，击穿飞行器从而酿成大祸，结果让他非常放心。磁体终顺利通过了美国国家航空航天局严格的安全审查，成为人类送入宇宙的块大型磁体。
此外，山东大学的热控制系统、东南大学的计算机系统、中山大学的冷却系统等，都为整个项目作出了重大贡献。
为防犯错近乎苛刻
由于阿尔法磁谱仪的地位，它的数据、衍生的结论难以被第三方验证。因此，丁肇中对“不出错”的要求近乎苛刻：“我想今后50年里也不可能有人再做这么大、这么困难的实验了。”
阿尔法磁谱仪的很多部件，都做了10到20个，然后选出好的一个。升空后，丁肇中每天都召集会议，分析仪器运行，研究如何减少误差。他将数据分析团队分成两个小组，互不通气，独立拿出自己的结论，用这种特殊机制保证结果的可信度。
丁肇中团队发现宇宙中“暗物质”存在线索
丁肇中说，做实验要有自信，但这是一种战略上的自信，实际操作中，他要求所有人对任何仪器都报以怀疑，以此保持足够的谨慎。在首篇论文发表之际，丁肇中仍对外强调保持冷静和耐心。他说，搞清目前发现的正电子的来源，可能还需要一段时间。研究者必须抛弃偏见，秉持持开放的态度。他说，项目才“刚刚开始”，目前收集到的数据是阿尔法磁谱仪预期收集数据的10%左右，还有很多未知等待探测。
诺贝尔物理奖获得者丁肇中教授在日内瓦欧洲核子中心，公布其领导的阿尔法磁谱仪(AMS)项目18年之后的个实验结果——已发现的40万个正电子可能来自一个共同之源，即脉冲星或人们一直寻找的暗物质。
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