南方日?qǐng)?bào)訊 諾獎(jiǎng)得主、麻省理工學(xué)院教授丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際空間站阿爾法磁譜儀實(shí)驗(yàn)（下稱(chēng)AMS）取得最新進(jìn)展。筆者19日從中山大學(xué)獲悉，阿爾法磁譜儀實(shí)驗(yàn)最新成果9月18日發(fā)表在物理學(xué)頂級(jí)雜志之一的《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters）上，該結(jié)果是基于A(yíng)MS在國(guó)際空間站上量測(cè)并分析的前410億事例取得，使人類(lèi)對(duì)高能宇宙射線(xiàn)的本質(zhì)有更深入的了解，并使暗物質(zhì)存在的爭(zhēng)議趨于明朗。

最新成果的精度比同類(lèi)實(shí)驗(yàn)大大提高

19日上午，中山大學(xué)舉行“AMS硅微條探測(cè)器熱控系統(tǒng)”成果發(fā)布會(huì)。筆者獲悉，此次AMS發(fā)表的成果主要?dú)w納為三大發(fā)現(xiàn)：首先是正電子分率（正電子占電子與正電子總和的比例）相比上次（2013年4月發(fā)表的結(jié)果）所測(cè)得的結(jié)果在精度上有所提升，在空間各向同性的測(cè)量精度方面也比上次有所提高，但沒(méi)有觀(guān)測(cè)到正電子分率的空間各向異性分布。其次，在不同能標(biāo)下正電子的通量（單位時(shí)間通過(guò)單位面積的粒子數(shù)）與電子的通量很不一樣，這暗示存在著與大部分電子不一樣的正電子源，而且這個(gè)正電子源并非來(lái)自空間某個(gè)方向，不過(guò)還需要更多的數(shù)據(jù)去確定這個(gè)源到底是什么。第三，AMS此次發(fā)表結(jié)果的精度比其他同類(lèi)實(shí)驗(yàn)高很多，而且可以精確擬合或排除已有不同的宇宙線(xiàn)模型，使人類(lèi)對(duì)宇宙線(xiàn)的認(rèn)識(shí)更加深入。

中山大學(xué)AMS技術(shù)負(fù)責(zé)人何振輝教授介紹，通過(guò)對(duì)宇宙射線(xiàn)進(jìn)行分析，獲得了許多新發(fā)現(xiàn)，對(duì)暗物質(zhì)的了解能夠更加清晰，同時(shí)對(duì)宇宙線(xiàn)的認(rèn)識(shí)程度也將有所提高。盡管此次發(fā)表的結(jié)果還不能直接證明暗物質(zhì)的存在，但相比以往，此次獲得的數(shù)據(jù)與暗物質(zhì)碰撞湮滅產(chǎn)生正電子的模型預(yù)測(cè)特征更為符合。

阿爾法磁譜儀（AMS）是已有在太空中運(yùn)行的最強(qiáng)有力、最精確和最靈敏的粒子譜儀。2011年5月16日，美國(guó)“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)最后一次任務(wù)是將“阿爾法磁譜儀2”送至國(guó)際空間站，其主要任務(wù)之一就是尋找宇宙中的暗物質(zhì)。

據(jù)了解，在宇宙的構(gòu)成中，人類(lèi)已知的物質(zhì)僅占4%左右，而暗物質(zhì)幾乎是已知物質(zhì)的6倍，但科學(xué)家一直未找到它存在的證據(jù)。

近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，圍繞暗物質(zhì)到底是什么？如何產(chǎn)生？怎樣才能觀(guān)測(cè)？科學(xué)家們一直孜孜不倦地研究。有科學(xué)家甚至斷言：誰(shuí)能找到暗物質(zhì)，誰(shuí)就解決了21世紀(jì)最重大的物理問(wèn)題，破解它的意義不亞于牛頓的地球引力論和愛(ài)因斯坦的相對(duì)論。諾獎(jiǎng)得主、美籍科學(xué)家李政道教授多次指出，暗物質(zhì)是籠罩20世紀(jì)和21世紀(jì)初現(xiàn)代物理學(xué)的最大烏云，它將預(yù)示著物理學(xué)的又一次革命。

已分析410億宇宙射線(xiàn)事例與中大貢獻(xiàn)密不可分

筆者從中大獲悉，在太空中歷經(jīng)40多個(gè)月后，AMS已搜集540億宇宙射線(xiàn)事例，目前已分析410億事例，而AMS測(cè)量數(shù)據(jù)能取得這樣高的精度，與中山大學(xué)的貢獻(xiàn)密不可分。

據(jù)了解，AMS計(jì)劃是國(guó)際空間站上唯一的大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是人類(lèi)第一次在太空中使用粒子物理精密探測(cè)儀器和技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。AMS的物理目標(biāo)包括搜尋反物質(zhì)、暗物質(zhì)、以及宇宙射線(xiàn)的起源。

2004年2月，中大原校長(zhǎng)黃達(dá)人與丁肇中教授簽署AMS合作協(xié)議，中山大學(xué)正式加入AMS國(guó)際合作“大家庭”。在A(yíng)MS計(jì)劃中，中大不僅負(fù)責(zé)研究制造任務(wù)，同時(shí)還將進(jìn)行監(jiān)控以及維護(hù)等工作。

中山大學(xué)參與AMS并負(fù)責(zé)AMS硅微條軌跡探測(cè)器熱控系統(tǒng)（TTCS）的建造，并一直承擔(dān)發(fā)射以來(lái)三年多的在軌運(yùn)行監(jiān)控和維護(hù)。而硅微條軌跡探測(cè)器是AMS中最復(fù)雜、最精確、也是最重要的探測(cè)器。據(jù)專(zhuān)家介紹，實(shí)際上在A(yíng)MS的所有子探測(cè)器中，只有硅微條軌跡探測(cè)器才稱(chēng)得上磁譜儀，因?yàn)橹挥兴芊直骐娮优c正電子；而TTCS為硅微條軌跡探測(cè)器的精確測(cè)量提供穩(wěn)定的熱環(huán)境，“因此，可以說(shuō)沒(méi)有TTCS，就沒(méi)有這樣高的測(cè)量精度”。

目前，中山大學(xué)有4位博士研究生參與AMS數(shù)據(jù)分析，其中包括未來(lái)要發(fā)表的反質(zhì)子譜、氦譜等數(shù)據(jù)分析。此外，還有一位教工和研究生在A(yíng)MS載荷運(yùn)作中心參與在軌監(jiān)控和維護(hù)任務(wù)。

據(jù)悉，AMS計(jì)劃工作總部位于瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心，由芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、荷蘭、中國(guó)等15個(gè)國(guó)家和地區(qū)共同參與建造，AMS計(jì)劃主持人是麻省理工學(xué)院與CERN的丁肇中教授。

原文鏈接：http://epaper.southcn.com/nfdaily/html/2014-09/20/content_7352314.htm