中新網(wǎng)北京12月4日電 (記者 孫自法)著名美籍華人科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎得主、中國科學(xué)院(中科院)外籍院士丁肇中表示，他領(lǐng)導(dǎo)的安裝于國際空間站上的國際合作大科學(xué)裝置阿爾法磁譜儀(AMS)正在進(jìn)行升級，10年以后，AMS有望證明高能正電子來源于暗物質(zhì)。
丁肇中院士在“云游實驗室”環(huán)節(jié)客串導(dǎo)游、引領(lǐng)觀眾線上參觀AMS載荷運(yùn)行和控制中心，科普最新研究成果?！≈行律缬浾?孫自法 攝
中科院高能物理研究所12月3日下午線上舉行“基礎(chǔ)科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展國際沙龍”科普活動，86歲高齡的丁肇中院士在“云游實驗室”環(huán)節(jié)親自客串“導(dǎo)游”、引領(lǐng)觀眾線上參觀AMS載荷運(yùn)行和控制中心時透露了上述信息。
丁肇中院士在“云游實驗室”環(huán)節(jié)客串導(dǎo)游、引領(lǐng)觀眾線上參觀AMS載荷運(yùn)行和控制中心，科普最新研究成果?！≈行律缬浾?孫自法 攝
他指出，根據(jù)AMS收集的340萬個正電子數(shù)據(jù)精確測量結(jié)果，宇宙線正電子低能部分主要來自宇宙線碰撞，而高能部分來自于新的天體源比如脈沖星或者暗物質(zhì)。脈沖星可以產(chǎn)生正電子，并將正電子加速到高能量，但脈沖星不能產(chǎn)生反質(zhì)子，而AMS測量的反質(zhì)子與正電子具有類似的能譜特征，預(yù)示高能反質(zhì)子和高能正電子可能有相同的來源，高能正電子可能不是來自于脈沖星。
宇宙中大約有90%的物質(zhì)是看不見的，稱作暗物質(zhì)，AMS實驗?zāi)壳耙呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，高能正電子的能量分布與暗物質(zhì)理論相符合。正在升級的AMS，10年以后有望確認(rèn)高能正電子是否來源于暗物質(zhì)。
丁肇中介紹說，作為目前唯一在太空長期運(yùn)行的粒子物理精密磁譜儀，AMS將工作到至少2030年，其由穿越輻射探測器、飛行時間探測器、硅微條探測器、永磁體、電磁能量器、切倫科夫探測器組成，高5米、長4米、寬3米，重7.5噸，包括30萬道信號通路和650個微處理器。
中科院高能所是AMS實驗的發(fā)起團(tuán)隊之一，中國科學(xué)家為AMS實驗特別是首個太空大型磁體永磁體的研制以及物理分析等做出重要貢獻(xiàn)。同時，在AMS升級研制任務(wù)中，中國科學(xué)家也承擔(dān)關(guān)鍵性的任務(wù)，包括整個硅微條的設(shè)計、測試和生產(chǎn)。
AMS實驗主要物理目標(biāo)是尋找暗物質(zhì)和原初反物質(zhì)，并研究宇宙線的起源，對人類認(rèn)識宇宙有極其重要的意義。丁肇中稱，宇宙線可以達(dá)到遠(yuǎn)高于地球上任何加速器能達(dá)到的最高能量。帶電宇宙線有質(zhì)量，它們會被100公里厚的地球大氣層吸收，無法在地面上精確研究帶電宇宙線的性質(zhì)。為測量宇宙線的電荷正負(fù)等基本特性，需要在外太空運(yùn)行磁譜儀。同時，AMS還可以提供外太空探索必需的宇宙線輻射傷害知識，以保護(hù)宇航員。
AMS運(yùn)行以來，在探索宇宙線起源方面發(fā)現(xiàn)，一級宇宙線(氫、氦、碳、鐵等)在恒星內(nèi)由核聚變產(chǎn)生，它們在恒星爆炸過程中(如超新星)被加速到很高能量；二級宇宙線(鋰、鈹、硼、氟等)由一級宇宙線和星際物質(zhì)的碰撞產(chǎn)生。AMS實驗出乎意料的新成果還包括：一級宇宙線有完全相同的剛度(動量/電荷<億伏>)變化，一級宇宙線最少有兩種，二級宇宙線也有兩個類別。
丁肇中指出，AMS到2030年要解決的基本問題包括認(rèn)識宇宙線重質(zhì)量反物質(zhì)起源。宇宙起源于大爆炸，大爆炸之前是真空，大爆炸之后應(yīng)該有相同數(shù)量的物質(zhì)與反物質(zhì)，而地球附近沒有天然存在的反物質(zhì)。在原來地球的遙遠(yuǎn)區(qū)域，可能存在由反物質(zhì)組成的反物質(zhì)恒星設(shè)置星系。
目前，AMS發(fā)現(xiàn)的反氦事例率非常低，每1億個氦數(shù)據(jù)中，只有1個反氦。未來10年，升級中的AMS將繼續(xù)收集數(shù)據(jù)，對反氦事例是否來自于原初宇宙線提供確定性的結(jié)果，并尋找反碳、反氦事例，尋找原初反物質(zhì)。
“宇宙是最廣闊的實驗室，而我們對宇宙的認(rèn)識是有限的。AMS所有的觀測結(jié)果都與現(xiàn)有的宇宙線理論不符，帶來了對宇宙的新認(rèn)識。AMS將不斷擴(kuò)展，顛覆我們對宇宙的認(rèn)識?！倍≌刂锌偨Y(jié)說。(完)
引自中新網(wǎng)2022.12.4日版 原地址：https://m.chinanews.com/wap/detail/chs/zw/9908058.shtml
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