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科技新发现丨悟空号卫星发现暗物质新证据,或将改写历史

2017-11-30 重庆科技馆

2015年,世界首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射成功,距今已在其轨道运行了近两年时间。日前,中国科学院举行新闻发布会,发布了暗物质卫星“悟空”的首批科学成果。那么,“悟空”的火眼金睛,究竟有哪些发现呢?



北京时间2017年11月30日凌晨2点,《自然》杂志首次在线发表中科院暗物质粒子探测卫星“悟空”(DAMPE)的探测成果:“悟空”卫星的科研人员成功获得了目前世界上最精确的高能电子宇宙线能谱。


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而其中的数据表明,宇宙空间中存在着“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。科学家推测,它可能就是人们长期以来寻找的暗物质!这是继2015年12月17日 “悟空号”成功发射以来,中国人第一次用自己的卫星,在全世界首次可能发现了暗物质。



宇宙是浩瀚的,未知永远存在。在如今的宇宙中,我们只弄清了5%,还有95%就是这些看不见的暗物质和暗能量。其中暗物质大概占约27%,接近70%的是暗能量。所以,发现暗物质,就自然成为了重大的科学前沿。


“悟空号”瞄准了这一前沿,在空间开展了探索性的工作。根据目前理论物理学家的解释,如果暗物质粒子相互碰撞并湮灭,将转换为高能电子。那么到空间去精确地探测高能电子能谱,就可以发现暗物质存在的蛛丝马迹。



暗物质粒子探测卫星,实际上是一个望远镜。高能光子和探测器发生作用后产生正负电子对,它通过探测正负电子对的方向、能量,来判断天上高能光子的方向和能量。每一个高能粒子打上去,能产生7万多个信号。


“悟空号”在2015年年底发射上天,各项性能工作正常,整个探测器有1.4吨多重,功耗600瓦,它工作在500公里的太阳同步轨道,在能量、方向、电荷,包括粒子鉴别方面,都达到世界最高水平。目前为止,它能每天探测500万个高能粒子,已经全天扫描了4次,获得了超过35亿的高能粒子。


在它530个日夜的记录下,科学家终于发现了一些此前从未预测到的迹象:电子宇宙线能谱在1.4万亿电子伏处出现了一个尖峰!

科学家们推测,这种异常来自于宇宙中“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。它可能就是长期以来寻找的暗物质;或是某种奇特的天体,它能加速出单一能量的高能电子。



这是粒子物理或天体物理领域的开创性发现!它也给予了我们用悟空的“火眼金睛”继续探索、继续发现的信心。


中国科学院大学常务副校长、中科院院士吴岳良介绍,在高能区看到的这个电子有尖锐的峰,表明有一个重的粒子在那边衰变成这个电子,那么这个重的粒子假如是真正一个粒子的话,那就变成一个新的粒子,那么新的粒子它可能是暗物质,也可以不是暗物质,无论是不是,只要是一个新的粒子,证明了就是一个重大的发现。


暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进表示,如果找到暗物质,很可能在物理学上面取得突破,意义就很重大,因为每一次物理学突破会都会导致大规模的技术应用。暗物质在宇宙中存在是没问题的,但是在微观尺度上,比如说一个房间里究竟有多少暗物质粒子,确实还说不清楚,不过再过五到十年,可能会有结果。



自然科研中国区科学总监印格致表示,这项研究成果的意义是多重的,当中最重要的可能是它展现了中国科学家使用最前沿的技术制造科研仪器来探索一个非常艰深的科学问题的能力,虽然现在还没有足够多的数据来说这是不是一个新的暗物质粒子,但是这个信号很令人兴奋,也带来许多令人激动的可能,考虑到悟空卫星的探测能力,相信在不久的将来会有更明确的发现。


中国再一次成为世界瞩目的焦点,科技的强大必定带来更好的发展趋势,让我们共同期待祖国美好的明天!


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