它無所不在，卻又無跡可尋。沒有它就沒有我們的宇宙，更談不上今天的人類。它就是暗物質(zhì)，一個讓物理學(xué)界追尋半個多世紀(jì)的謎。這個謎可能很快揭曉。當(dāng)?shù)貢r間3日，諾貝爾獎獲得者、華裔物理學(xué)家丁肇中及其阿爾法磁譜儀項目團(tuán)隊宣布,已借助阿爾法磁譜儀發(fā)現(xiàn)40萬個正電子，這些正電子很可能就來自人類一直尋找的暗物質(zhì)。
丁肇中團(tuán)隊的報告當(dāng)天發(fā)表在《物理評論快報》上。這份著名的學(xué)術(shù)刊物同時刊發(fā)署名評論說，新成果具有“史無前例的靈敏度”，盡管現(xiàn)在還不能排除其他可能性，但它“強烈暗示”人們已捕捉到了暗物質(zhì)的痕跡。
而這一來之不易的成果背后，中國智慧功不可沒。
阿爾法磁譜儀有顆“中國芯”
3日發(fā)表的丁肇中團(tuán)隊報告，后附一份長長的作者名單。阿爾法磁譜儀項目薈萃了全球54個科研機構(gòu)的數(shù)百名研究人員，來自中國的中科院電工所位列第七。
阿爾法磁譜儀有顆“中國芯”，它最關(guān)鍵的大型磁體是由中科院電工研究所、高能物理所和中國運載火箭技術(shù)研究院共同設(shè)計研制的，用于區(qū)分粒子帶正電還是負(fù)電，是磁譜儀的核心部件。
丁肇中接受新華社記者采訪時說，目前阿爾法磁譜儀收集到40萬個正電子，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的想象。此前包括美國費米望遠(yuǎn)鏡等項目都曾觀察到過量正電子現(xiàn)象，但數(shù)據(jù)誤差很大，而阿爾法磁譜儀的誤差只有1％，“相當(dāng)于肉眼和精密顯微鏡的區(qū)別。”
可以說，阿爾法磁譜儀在探尋暗物質(zhì)的過程中立下了汗馬功勞。而當(dāng)初，如何將一個桌子大小的磁體送入太空卻困擾了科學(xué)家近40年。
早在上世紀(jì)60年代，丁肇中就踏上了追尋暗物質(zhì)的征程。直到一次偶然的機會，丁肇中在美國一份文獻(xiàn)中看到中科院電工所的論文，發(fā)現(xiàn)中國能制造很好的磁體，與其他國家的方案相比，電工所的永磁體方案具有重量輕、無漏磁、無二極磁矩及磁場均勻等優(yōu)點，不但完全符合實驗要求，更可以使磁譜儀使用壽命長達(dá)18到20年。丁肇中把這一方案帶回美國，獲得一致肯定，隨后與中方簽署了合作合同。
“近40年無法解決的難題，最后還是由中科院電工所給解決了，”丁肇中說，“如果缺少了中國科學(xué)家，如何將大型磁體放入太空這一幾十年來的難題恐怕現(xiàn)在還無法解決。”
中國科學(xué)界貢獻(xiàn)巨大
1998年6月，磁譜儀項目的實驗機阿爾法磁譜儀1搭乘“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機升空10天，獲得了大量重要數(shù)據(jù)。2011年5月，阿爾法磁譜儀2搭載最后一班航天飛機，在國際空間站開始長達(dá)20年的太空探索。
除永磁體系統(tǒng)是中國制造外，磁譜儀項目的整體散熱系統(tǒng)、軌跡探測器熱控系統(tǒng)、地面模擬系統(tǒng)、電磁量能器結(jié)構(gòu)和地面總裝支撐設(shè)備的設(shè)計研制，也分別由山東大學(xué)、中山大學(xué)、東南大學(xué)和中科院高能物理研究所獨立或參與完成；而臺灣的中山科學(xué)院也為磁譜儀項目設(shè)計出了運行速度比美國航天局現(xiàn)行系統(tǒng)快10倍的電子控制系統(tǒng)。
此外，中國的中科院高能物理研究所承擔(dān)了大量數(shù)據(jù)分析工作，此外，東南大學(xué)、中山大學(xué)和山東大學(xué)與美國麻省理工學(xué)院、德國亞琛大學(xué)、意大利和法國的科研機構(gòu)等都加入了這一國際合作的大項目。
探尋暗物質(zhì)，既是各國科研機構(gòu)和科學(xué)家的一場競賽，也是一項合作，而中國科學(xué)家正在其中發(fā)揮著更多的智慧與努力。
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