中新网北京12月4日电 (记者 孙自法)著名美籍华人科学家、诺贝尔物理学奖得主、中国科学院(中科院)外籍院士丁肇中表示,他领导的安装于国Ì际空间站上的国际合作大科学装置阿尔法磁谱仪(AMS)正在Ąf;进行升级ર,10年以后,AMS有望证明高能正电子来源于暗物质。
中科院高能物理研究所12月3日下午线上举行“基础科学促进可持续发展国际沙龙”科普活动,8∑6岁高龄的丁肇中院士在“云游实验室”环节亲自客串“导❄游”、引领观众线上参观AMS载荷运行和控制中心时透露了上述信息。⌈
他指出,根据AMS收集的340万个正电子数据精确测量结果,宇宙线正电子低能部分主要来自宇宙Œ线碰撞,而高能部分来自于新的天体源比如脉冲星或者暗物质。脉冲∞星⇓可以产生正电子,并将正电子加速到高能量,但脉冲星不能产生反质子,而AMS测量的反质子与正电子具有类似的能谱特征,预示高能反质子和高能正电子可能有相同的来源,高能正电子可能不是来自于脉冲星。
宇宙中大约有90%的物质是看不见的,称作暗物质,AMS实验目前已经发现,高能正电子的能量分布 与暗છ物质理论相符合。ˆ正在升级的AMS,10年以后有望确认高能正电子是否来源于暗物质。
丁肇中介绍说,作为目前唯一在太空长χ期运行的粒子物理精密磁谱仪,AMS将工作到至少2030年,Ú其由穿越辐射探测器、飞行时间ϖ探测器、硅微条探测器、永磁体、电磁能量器、切伦科夫探测器组成,高5米、长4米、宽3米,重7.5吨,包括30万道信号通路和650个微处理器。
中科院高能所是AMS实验的发起团队之θ一,中国科学家为AMS实验特别是首个太空大型磁体永磁体的研制以及物理分∠析等做出重要贡献。同时,在AMS升级研制任务中,中国科学家也承担关键性的任务,包括整个硅微条的设计、测试和生产。
AMS实验主要物理目标是寻找暗物质和原初反物质,并研究宇宙线的起源,对人类认识宇宙有极其重要的意义。丁肇中称,宇宙线可以达到远高于地球上任何加速器能达到的最高能量。带电宇宙线有质量,它们会被100公里厚的地球大气层吸收,无法在地面上精确研究带电宇宙ß线的性质。为测量宇宙线的电荷正负等基本特性,需要在外太空运行磁谱仪。同时,AMS还可以提供外ˆ太空探索必需的宇宙线辐射伤害知识,以保护宇航员。
AMS运行以来,在探索宇宙线起源方面发现,一级宇宙线(氢、氦、碳、铁等)在恒星内由核聚变产生,它们在恒星爆炸过程中(如超♠新星)被加速到很高能量;二级宇宙线(锂、铍、硼、氟等)由一级宇宙线和星际物质的ß碰撞产生。AMS实验出乎意料的新成果还包括:一级宇宙☼线有完全相同的刚度(动量/电荷<亿伏>)变化,一级宇宙线最少有两种,二级宇宙线也有两个类别。
丁肇"中指出,AMS到2030年要解决的基本问题包括认识宇宙线重质量反物质起源。宇宙起源于大爆炸,大爆炸之前是真空,大爆炸之后应该有相同数量的物质与反物质,而地球附近没β有天然存在的反物质。在原来地球的遥远区域,▣可能存在由反物质组成的反物质恒星设置星系。
目前,AMS发现的反ćd;氦事例率非常低,每1亿个氦数据中,只有1个反氦。未来10年,升级中的AMS将继续收集数据,对反氦事例是否来自于原初宇宙线π提供确定性的结果,并ⓕ寻找反碳、反氦事例,寻找原初反物质。
“宇宙是最广阔的实⌉验室,而我们对宇宙的认识是有限的。AMS所有的观测结果都与现有的←宇宙线理论不符,带来了对宇宙的新认识。AMS将不±断扩展,颠覆我们对宇宙的认识。”丁肇中总结说。(完)
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