我國首顆暗物質(zhì)科學(xué)衛(wèi)星——“悟空”號(hào)在軌運(yùn)行近兩年，成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結(jié)果。該結(jié)果或有助于增進(jìn)科學(xué)家對(duì)主宰宇宙的暗物質(zhì)的理解。相關(guān)論文今日凌晨在著名學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志在線發(fā)表。

       據(jù)科研人員介紹，“悟空”衛(wèi)星在軌運(yùn)行的前530天共采集了約28億高能宇宙射線，包括150萬高能電子。基于這些數(shù)據(jù)，科研人員成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結(jié)果。相比國外的空間探測設(shè)備，如美國費(fèi)米衛(wèi)星等，“悟空”不僅在能量測量范圍、能譜的準(zhǔn)確性等方面均有顯著提高，更是首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在1 TeV(能量單位)附近的拐折。    

       暗物質(zhì)衛(wèi)星首席科學(xué)家常進(jìn)表示，“該拐折反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，對(duì)于判定部分電子宇宙射線是否來自于暗物質(zhì)起著關(guān)鍵性作用。”       

       此次最引人矚目的發(fā)現(xiàn)是，能譜的高能段出現(xiàn)了一組“異常”數(shù)據(jù)，使能譜曲線在這里變得尖銳。參與了“悟空”號(hào)結(jié)果分析的中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員范一中告訴記者，“這預(yù)示著此處存在能譜精細(xì)結(jié)構(gòu)。分析顯示，這一結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因最有可能是暗物質(zhì)。不過還需要更多數(shù)據(jù)加以確定。”“一旦該精細(xì)結(jié)構(gòu)得以確證，將是粒子物理或天體物理領(lǐng)域的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。”范一中表示，目前“悟空”正以良好的狀態(tài)持續(xù)工作，收集來自深空的更多數(shù)據(jù)。

       火眼金睛為“看清”暗物質(zhì)而來      

       探索暗物質(zhì)的物理本質(zhì)，是目前國際上粒子物理和天體物理領(lǐng)域的最重大問題之一。    

       暗物質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)粒子物理模型無法解釋的物質(zhì)。天文觀測表明，宇宙中的暗物質(zhì)比人類目前熟悉的普通物質(zhì)要多5倍。但是暗物質(zhì)不發(fā)光、相互作用弱，因而很難直接研究。為此，科學(xué)家先后采用了加速器、地下直接探測、空間間接探測等方式對(duì)暗物質(zhì)進(jìn)行“管中窺豹”。其中空間間接探測就是“悟空”所采用的方法，它需要高能量分辨、高空間分辨、高統(tǒng)計(jì)量、低本底的高能粒子望遠(yuǎn)鏡。    

       “悟空號(hào)”瞄準(zhǔn)這個(gè)方向，用中國科學(xué)家特有的設(shè)計(jì)方案和中國工程師獨(dú)特的探測器制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了國際上最精確和最高效的探測。經(jīng)過一年多的數(shù)據(jù)積累，終于有了重大發(fā)現(xiàn)。       

       “中國科學(xué)院、中國科學(xué)家長期以來在基礎(chǔ)科學(xué)前沿的投入和付出終于有了突破。”白春禮表示，暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星的科學(xué)思想和探測技術(shù)來自于中科院紫金山天文臺(tái)常進(jìn)研究員，他20年來始終關(guān)注天體高能粒子的能譜，并探索用最簡潔和高效的辦法直接獲取能譜數(shù)據(jù)。

       中國人正走向科學(xué)發(fā)現(xiàn)的舞臺(tái)中央    

       “也許在人類科學(xué)發(fā)展的歷史上，大家會(huì)記住今天。因?yàn)橹袊茖W(xué)家已經(jīng)從自然科學(xué)前沿重大發(fā)現(xiàn)和理論的學(xué)習(xí)者、繼承者、圍觀者，逐漸走到了舞臺(tái)中央。”中國科學(xué)院院長白春禮說。自然科研中國區(qū)科學(xué)總監(jiān)印格致博士說，“解答宇宙中最艱深的問題不僅使我們成為偉大的詩人，也會(huì)對(duì)我們的宇宙產(chǎn)生直接和積極的影響。”他在評(píng)價(jià)此次成果時(shí)表示，“該成果展示了中國技術(shù)實(shí)力發(fā)展的一個(gè)里程碑。這次研究中實(shí)現(xiàn)的測量所需的精湛技術(shù)是無與倫比的，未來可能會(huì)幫助中國解決其他我們現(xiàn)在還想不到的技術(shù)挑戰(zhàn)。”  

       作為“大師兄”，“悟空”衛(wèi)星是中國的首顆天文衛(wèi)星，也是中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)的首發(fā)星。“十二五”期間，中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)部署了暗物質(zhì)衛(wèi)星、量子衛(wèi)星、“實(shí)踐十號(hào)”和硬X射線衛(wèi)星等4個(gè)衛(wèi)星工程，目前已取得一批重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證成果。   

       “未來，中國科學(xué)院對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)前沿還將繼續(xù)給予特別的關(guān)注，支持和組織中國科學(xué)家向重大科學(xué)前沿問題提出挑戰(zhàn)。”白春禮透露，中科院將重點(diǎn)瞄準(zhǔn)引力波探測、宇宙起源和暗物質(zhì)等前沿課題，繼續(xù)布局、研制和發(fā)射新的空間科學(xué)衛(wèi)星。<測繪網(wǎng) 劉明月>