东方测控

行业企业市场标准科技新品会议展会政策原创

宇宙观测新大门:丁肇中和阿尔法磁谱仪

行业上下游中国仪表网2013年10月20日 18:41人气:16226

  无所不在又无迹可寻的暗物质粒子,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首次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。
  
  这个堪称人类最昂贵实验的支点,就是阿尔法磁谱仪(AMS),它让人类首次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。
  
  丁肇中最感谢的,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,防止在极端情况下有磁体飞出,击穿飞行器从而酿成大祸,结果让他非常放心。磁体最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第一块大型磁体。
  
  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
  

  由于阿尔法磁谱仪独一无二的地位,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,然后选出最好的一个。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,首次公布其领导的阿尔法磁谱仪(AMS)项目18年之后的第一个实验结果——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。
(本文来源:中国仪表网转载请注明出处
仪表网官方微信
@仪表网
已推荐
0

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:ybzhan@QQ.com
  • 凡本网注明"来源:中国仪表网"的所有作品,版权均属于中国仪表网,转载请必须注明中国仪表网,http://www.ybzhan.cn/。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
成丰仪表——中国第三代流量计领军品牌


返回首页