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十问“悟空”为何能

时间:2017-12-31 20:34:41 来源:汕头生活网 查看数:294

  原标题:十问“悟空”为什么能?——专访暗物质粒子探测卫星首席科学家常进暗物质卫星工程首席科学家常进在中科院国家空间科学中心空间科学任务大厅介绍卫星工作情况(2018年01月08日摄),交汇点讯今年01月08日,我国暗物质探测卫星“悟空”号首批科学成果由《自然》杂志在线公布,作为中国发射的首颗天文卫星,被大家寄予厚望的“悟空”出手不凡,不到两年的观测便有一批重大成果公布,或有望揭开暗物质的神秘面纱,“悟空”号暗物质粒子探测卫星首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进近日做客央视《开讲啦》,告诉你为何全世界会投入大量的金钱去研究暗物质,弄清楚暗物质和暗能量会对世界产生什么样的影响,“悟空”寻找的暗物质究竟是何方神圣?卫星到底看到了什么?解开暗物质之谜跟人类有什么关系?就这些公众关心的问题,暗物质粒子探测卫星首席科学家常进接受了新华社记者的专访,全世界为何投入大量金钱研究暗物质爱因斯坦讲,宇宙中最奇怪的是宇宙居然是可以理解的。

  最令我们兴奋的一项发现是在1.4万亿电子伏特(TeV)能量处,发现了一簇明显高于平滑能谱结构的高能电子,全世界投入了大量的金钱去研究暗物质或暗能量,为什么呢?人们认为暗物质和暗能量是现在笼罩在物理学上面的两朵乌云,我们的生活发生了天翻地覆的变化,也就是一百年前的两朵乌云导致的——相对论和量子力学,它们的发现导致了我们今天这个世界的变化,所以我们认为,暗物质和暗能量是现在的两朵乌云,如果能够弄清楚它,肯定会导致基础物理学产生很大的突破,所以这是暗物质为什么热门的原因,二问:暗物质是什么?人类目前对暗物质有哪些了解?答:暗物质(DarkMatter)是天文学家为了解释宇宙中引力质量远大于发光物质质量的疑难,而引入的一类新物质,我们大概在天上2年,把整个天区扫描了4次,找到了35亿以上的高能粒子,我们挑出了150万个高能电子发表了第一篇文章,就刊登在《自然》上,暗物质不发射、吸收、散射光子,也不参与电磁作用,它究竟是什么,目前还很神秘。

  天文学家、粒子物理学家可以根据这个能谱去推测天上暗物质可能的性质,你知道它就在那里,但不知道它是什么,也正因为它神秘又非常重要,暗物质也被称为“21世纪物理学晴朗天空中的两朵乌云”之一,我们在这一行干了二十年,有很深的积累,所以这个技术我们很快攻克了,“悟空”的设计原理,就是要在太空中高精度测量伽马射线、宇宙射线的能谱以及空间分布,来寻找暗物质粒子存在的证据,我打个比方,把“悟空”望远镜当成眼睛,不但能看清一个身高2米的人的五官,还要能看清他身上的血小板,小到2微米。

  四问:与其他暗物质探测器相比,“悟空”有什么绝技?答:空间卫星承担寻找暗物质证据的任务,国际已有先例,比如阿尔法磁谱仪、费米卫星等,父亲去世前最担心我把卫星搞砸了卫星上天三个月以后,前面三个月最主要是测试标定,结果出来以后,科学院把国内这方面的专家都请过来对卫星打分,我们的得分是100分,“悟空”的探测极限,可以达到可见光光子能量的10万亿倍,这意味着,它兼具“看得远”和“看得准”两个优点,卫星发射后我流了三次泪,六问:“悟空”上天都做些什么?答:“悟空”上天的核心工作是“挖宝”!具体来讲,就是在一堆宇宙高能粒子中用“火眼金睛”找出跟暗物质相关的高能电子和伽马射线。

  这个结果证明我们200多人4年的工作没白费,探测器能工作,化解了我最大的担心,七问:“悟空”背后的“师傅”们,都做哪些工作?答:一个“悟空”在天上飞,一整个团队在地上天天追,我父亲现在去世了,他去世之前老担心我会把这个卫星搞砸了,根据他的理解,出这样的事我肯定要被国家抓起来,整个团队科研人员各司其职,互相配合,第二次流泪是在韩国一个国际会议上,看到日本人的结果。

  星上的故障备份设备目前无一采用,我们两个团队的科学目标一样,我们俩还是好朋友,但是他们发射比我们早几个月,结果是他们的成果比我们小,九问:下一步对“悟空”观测有什么期待?答:再过1至3年,预期“悟空”在我们最为期待的1.4万亿电子伏特能量处观测电子数将积累到150-200个,那时结论会更确定,我当时就想,中国人还去日本买马桶盖,但现在这个暗物质,你不需要去日本了,到我们紫金山天文台就行了,而一旦国际科学界进一步研究确认其暗物质起源,人类就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量、湮灭率,以及太阳系附近的暗物质团块分布特征,这些都是前人无法想象的成就,因为责任太大了,一个焊点的失败可能会导致数亿甚至数十亿的卫星的失败,这样的例子比比皆是,这几年我每天都是如履薄冰,团队好多人在这期间生病了,开刀住院是常有的事,爱因斯坦100多年前发表相对论,彻底改变了现代人类对宇宙的认知;我们现在广泛使用的万维网就是由粒子物理学家首先发明的,我也不知道为什么我就变成“网红”了,我们后面还有很多的任务需要做,我希望大家对我们表示宽容,让我们安静地待在实验室里把我们该干的事情干好,谢谢大家!

标签:我们 物质 粒子

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