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“悟空”发现疑似暗物质踪迹 中国探问宇宙之谜迈出重要一步
http://www.workercn.cn2017-11-30 07:17:53来源: 新华社
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  中国探问宇宙之谜迈出重要一步

  最近,中国“悟空”发现了暗物质疑似踪迹。国际权威学术期刊《自然》于北京时间30日在线发布,暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。

  “‘悟空’的最新发现,是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说,如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。

  打开“新窗口”:疑似暗物质踪迹初现?

  经过两年持续观测,“悟空”在1.4万亿电子伏特(TeV)的超高能谱段,“定位”了一束明显异于常态的电子宇宙射线。

  “之前没有人发现过。”“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进解释,正常的能谱变化应该是一条平滑的曲线,但根据“悟空”观测数据,这里突然出现了一处剧烈波动,划出一个“尖峰”,意味着此处必有“古怪”。

  新发现是否就是科学家苦苦追寻的暗物质踪迹?中科院理论物理研究所所长吴岳良说,根据现有数据和理论模型无法做出断定,但这是“暗示了暗物质粒子存在的可能的新证据”。

  当前主流科学界认为,人类已经发现的物质只占宇宙总物质量不足5%,剩余部分由暗物质和暗能量等构成。由于暗物质无法被直接观测,与物质相互作用也很弱,人类至今对它知之甚少。

  “‘悟空’用的是探测高能宇宙射线的方式,寻找暗物质粒子湮灭的间接证据。”常进说,根据理论模型,暗物质湮灭会产生高能伽马射线、高能电子等宇宙射线,一旦找到特定的高能宇宙射线,有望推断出暗物质的“庐山真面目”。

  “悟空”得出数据后,研究人员为了排除分析方法可能产生的干扰,将初始数据分别交由4个中外团队独立分析计算,最后得出一致结论:在1.4TeV处确实出现了异常现象。

  这是近年来科学家离暗物质最近的一次发现。常进说,如果进一步研究确认与暗物质相关,人类就可以沿着“悟空”的脚步去找寻宇宙中5%以外的广袤未知,这将是一个超出想象的成就。

  宇宙捞“针”:“悟空”有哪些绝技?

  自2015年底发射升空,“悟空”探测了35亿多个高能宇宙射线,从中总共搜寻出100多个异常电子,难度不亚于大海捞针。

  “天上的辐射背景太复杂,需要做出区分。”“悟空”科学应用系统总设计师伍健说,与国际同类探测设备相比,“悟空”在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类宇宙射线的本领”这两项关键技术指标方面世界领先,尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程中产生的一些非常尖锐的信号。

  “就好比在有上千万人口的城市里找到特定的一个人,既要快,又要准。”常进说。

  “悟空”科学应用系统副总师范一中说,相比同类设备,“悟空”显著提高了电子能量观测的上限,得到的电子样本“纯净”程度也最高,这是中国科研人员自主提出的新探测技术,实现了对高能电子、伽马射线的“经济实用型”观测。

  新华社记者陈芳 董瑞丰 蔡玉高 蒋芳(据新华社北京11月30日电)

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