12月8日下午，國際著名物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者丁肇中教授在瑞士日內瓦歐洲核子研究中心舉行學術報告會。報告會上，丁肇中總結發(fā)布了阿爾法磁譜儀在國際空間站運行五年來的豐碩物理成果。
阿爾法磁譜儀（簡稱AMS）是迄今為止在太空運行的最強大、最靈敏的粒子物理探測器。AMS具有人類送入太空的第一個大型永磁體，能在太空精確測量宇宙線中的帶電粒子和光子。AMS探測器非常精密、接收度大、冗余可靠，并在CERN進行了細致的束流測試，使它的測量精度達到前所未有的1%水平，比以往的實驗提高約一個數(shù)量級。2011年5月，AMS安裝在國際空間站上，并開始獲取數(shù)據，其將持續(xù)運行到國際空間站使命結束（2024年）。
AMS是丁肇中領導的大型國際合作項目，由來15個國家與地區(qū)的科學家組成。中國大陸參加AMS國際合作組的單位包括：中國科學院高能物理研究所和電工研究所、中國運載火箭技術研究院、山東大學、中山大學、東南大學、北京航空航天大學等單位，這些單位對AMS的研制、運行和數(shù)據分析做了重要的貢獻。其中AMS探測器最關鍵的大型永磁體和主結構是由中國科學院電工研究所、高能所和中國運載火箭技術研究院在北京設計和研制，并成功進行空間環(huán)境模擬實驗，成為人類送入太空的第一個大型磁體。高能所和中國運載火箭研究院與意大利和法國合作，成功研制了電AMS磁量能器。
AMS現(xiàn)已經收集了超過900億宇宙線事例，獲得的主要物理結果已經在物理評論快報（PRL）發(fā)表了8篇文章，包括有許多重大的發(fā)現(xiàn)。更多的數(shù)據分析還在進行中。AMS的物理成果大大擴展了對宇宙線產生、加速以及傳播的認識。它的許多測量結果是現(xiàn)有的物理學、天文學和宇宙論的理論還無法解釋的，要求物理及天文學家們提出創(chuàng)新的理論模型。
丁肇中報告的AMS最新結果涵蓋多種宇宙線粒子的精確獨特的數(shù)據，包括在宇宙空間測量的正電子流強，正電子比例，反質子-質子比，以及電子、質子，反質子、氦核以及其它核子的流強，是宇宙線測量的一次的跨越式發(fā)展。報告中提到的國際物理界高度關注的最新的正電子流強和正電子比例結果，也與暗物質的尋找密切相關。觀測結果表明：從8GeV開始，正電子流強與正電子比例在傳統(tǒng)宇宙線碰撞模型的基礎上開始上升，然后在高能量處顯示出急劇減少的趨勢。正電子的數(shù)據與暗物質質量為1TeV的暗物質模型很好地符合。另一個可能的解釋是源于天體物理現(xiàn)象，如脈沖星。目前還無法得到明確結論。通過在國際空間站預期的壽命內（2024年）持續(xù)地收集數(shù)據，AMS將可以分辨出這兩個可能的模型。
此外，丁肇中還報告了AMS測量了反質子-質子流強?？茖W界一般認為反質子來自原初宇宙線,如質子,與星際物質的碰撞. 但AMS測到的反質子-質子流強比顯著超出了宇宙線碰撞產生的理論預期值。超出的反質子不可能來自于脈沖星，但可以被暗物質碰撞或其它天體物理現(xiàn)象所解釋。
國際物理界高度關注的AMS的另一個重大物理課題是尋找反物質原子核。宇宙大爆炸模型要求在宇宙極早期物質和反物質的數(shù)量是相等的。然而當今宇宙中缺失復雜形式的反物質。所以，在宇宙線中觀測到單個反氦核事件具有非常重大的意義。5年來，AMS收集到了37億個電荷為+2的氦核事例。迄今為止觀測到幾個電荷為-2，質量在氦范圍內的事例。當宇宙線中的反物質候選事例率約為每年1個并且信號（反氦候選事例）/本底（氦）的排除率要求達到1/10億的時候，需要對探測器和物理反應過程有深刻細致的理解，這是極其困難并且需要投入大量時間的過程。今后幾年AMS的主要的任務之一就是進行極其嚴格的探測器驗證和收集更多的數(shù)據，以確定這些電荷為-2的事例的來源。
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