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悟空”疑似发现暗物质新物理学大门或将
2017-12-07 10:32
来源:未知
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  原标题:“悟空”疑似发现暗物质,新物理学大门或将 科普之家 从探测器的研发,到国际合作搜

  从探测器的研发,到国际合作搜寻暗物质,这也标志着中国的基础科学已经从“前沿”到了“领先发展”的阶段。

  继引力波探测获得诺贝尔之后,物理学界又传来了令人惊喜的好消息,这一次是中国科学家领衔的科学院团队做出来的。

  昨天,著名科学期刊《自然》(Nature)刊登了中国“悟空”暗物质粒子探测卫星(DAMPE)历时近两年获得的首批——在射线电子能谱TeV处首次直接探测到转折,其来源可能是暗物质。

  如果引力波的是爱因斯坦广义这个经典理论大厦的最后一块砖的话,那么“悟空”这次预示着新物理学的大门即将。

  暗物质是当今物理学和学面临的重大未解问题之一。通过对、星系团、引力透镜等的观测,天文学家已经知道了暗物质的存在,占总质量—能量的23%。

  而可见的普通物质才仅仅占了4%,但它们又是看不见摸不着的,因为从理论上来说,他们跟我们这些普通物质不会发生碰撞,不会发光。

  即使这些暗物质在我们身边,我们也抓不到他——而且他们密度太小了,即使在整个地积上,暗物质总共才只有几公斤。

  但是在大尺度的范围上,暗物质又很重要,星系结构的形成必须由暗物质参与。也即,如果没有暗物质的话,我们这个根本就不是现在这个样子,甚至可能根本都不会有我们的存在。

  因为暗物质如此重要,又难以追捕,所以从上世纪以来,有不少科学团队加入到对暗物质的搜寻之中,但获得的基本都是零结果——这了在某些能区里,并不存在暗物质迹象。

  但这些过程也很重要,因为这给后来者扫清了障碍,指明了方向。这些探测器工作的基础是,在少量暗物质的激烈碰撞过程,会发出极高能量的电子。通过探测射线中出现的异常信号,反向探索暗物质的性质。

  2015年12月17日“悟空”发射升空,它最重要的,用暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进的话讲就是,“我们想通过‘悟空’的火眼金睛,找到暗物质这个‘妖怪’”。

  “悟空”具有其他探测器(比如美国费米卫星、丁肇中先生领导的阿尔法磁谱仪)更宽的能谱。它的工作区域有一部分(在1.4TeV以上)在此前被认为应该不存在任何信号。因此悟空号在接近1TeV处的“拐折”处探测到了显著信号,无论是否来自于暗物质,都常重要的。

  就像之前一些探测器的零结果会排除相当一批暗物质理论模型一样,这次探测结果对于高能物理、暗物质理论模型也进一步提出了挑战,会进一步检验究竟哪些理论能继续存在,或者需要进一步更新。

  常进研究员认为,这次的探测结果有99.99%的可能性是来自于暗物质,但也有可能是来自于或者脉冲星对电子和负电子的加速过程。

  正如引力波的探测告诉我们,在深处存在以前,我们没有认识到的巨大的黑洞会发生合并,夜空虽然看上去,但在里实际上存在许多暴烈的物理过程,其中一些高能粒子会到达地球,这就是射线。

  有许多看不见的粒子正无时不刻地在穿过我们的身体。“悟空”号的探测结果将进一步拓宽我们对的认识。

  这次在《自然》发表的文章是以DAMPE(悟空)合作组的名义发表。这个合作组是以中国为主,包括来自和意大利多所大学的近百位科学家组成的。

  从探测器的研发,到国际合作搜寻暗物质,这也标志着中国的基础科学已经从“前沿”到了“领先发展”的阶段。

  有意思的是,这次的新闻发布会是11月27日在秘密召开的,只向部分新闻公布信源,并约定在29日《自然》文章上线后方可公布消息。

  这也是《自然》等国际科学宣布重大消息时的一贯做法,既做到保密性,又给相关留出足够的时间进行新闻采写。

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