紫臺科學家2015年要把暗物質探測衛星送上天

茫茫宇宙中,人類能夠觀測到的所有恒星、行星和星系,加在一起的總質量還不到整個宇宙質量的4% 。宇宙中96%的部分由一些神秘物質組成 , 科學家們看不到、探測不到它們,甚至無法想象它們的模樣,這些暗物質和暗能量被稱為“21世紀最大的科學謎團” 。
中科院南京紫金山天文臺的常進研究員帶領他的團隊 , 歷時10多年研究 , 發現了暗物質湮滅的“可能證據”,并打算在2015年左右將一個“暗物質探測衛星”送上天 。昨天,“空間探測暗物質粒子”項目獲得了2011年度省科學技術一等獎 。
中國科學家發現暗物質探測新方法
宇宙中未知的神秘物質中,大約有25%來自暗物質、70%來自暗能量 ??茖W家們目前已知的兩種暗物質有中微子和黑洞,但它們對暗物質總量的貢獻非常微??,因炊惖捂y手械木蟛糠窒衷諢故歉雒??!鞍滴镔|粒子本身很難被直接探測到,但可以通過觀測暗物質衰變或湮滅后產生大量的‘可見粒子’ , 如高能電子和伽瑪射線來探測 ?!睆纳鲜兰o90年代后期開始,常進就帶領科研團隊開始向暗物質研究發起“總攻” 。
在茫茫宇宙中探測高能電子和伽瑪射線并非易事,傳統的方法是采用大型探測器,如諾貝爾獎獲得者丁肇中教授研制的“AMS02阿爾法磁譜儀2號”,其耗資20億美元,探測器達到重量7噸 。經過10多年研究,常進帶領團隊尋找到了一種高能電子和伽瑪射線探測的新方法,引起了美國、日本等國科學家的關注,并通過國際合作應用到了一些國際重要的探測設備中 。
三次在南極上空放氣球,尋找“暗物質”
從1998年開始 , 常進與美國科學家聯手,參與到美國南極長周期氣球項目“ATIC”中 。原本這個項目的主要目標是觀測高能宇宙線,常進加入后,中美科學家開始聯手在南極上空“放”氣球 , 觀測電子和伽瑪射線,尋找“暗物質” 。
常進介紹,利用南極冰穹A獨特的觀測環境 , 在此后的7年中他們一共放了三次氣球,由于每個探測器有兩噸重,為了能把儀器帶上天,放飛的氣球每個都有足球場那么大 。除了一次觀測因氣球漏氣而失敗,另外兩次共觀測到三千多萬個宇宙線粒子,經過層層篩選 , 找到了數百個高能電子 。“但經過計算和研究,他們所觀測到的高能電子流量與此前學術界已掌握的情況有較大差異,很可能這些高能粒子是暗物質粒子湮滅時所產生的,如果這個猜想得到進一步證實的話 ,  那么將會是世界上科學家第一次‘觸摸’到暗物質 ?!?br /> “暗物質粒子探測衛星”已經雛形初現
【紫臺科學家2015年要把暗物質探測衛星送上天】在南極上空“捕獲”的高能粒子究竟是不是暗物質的湮滅證據,又或者是來自太陽系附近的某種特殊天體 , 這些都需要更進一步探究 。為此,常進的科研團隊決定研制一個“暗物質探測衛星”,上天去一探究竟 。
據介紹 , 由紫臺自主提出的“暗物質粒子探測衛星”計劃,已被列入“中科院空間科學戰略性先導科技專項”,并得到國家973項目的支持,預計在2015年前后就將發射上天 。
目前“暗物質粒子探測衛星”已經雛形初現 。采訪人員了解到,這臺衛星探測器重1.4噸,渾身布滿線頭,里面裝有許多科學儀器,最精華的部分在一塊探測板 。進行空間探測時,它將會海量的空間數據發送回研究人員的電腦中 ?!霸谶@顆衛星正式升空前,我們會把它先放到歐洲進行一系列反復的實驗 。它最終能不能探測到暗物質,預計要到2016年才能見分曉,即便最終真的沒能找到暗物質,也能在太空中進行一系列附帶的研究 。” 

南報網訊(采訪人員 張璐 通訊員 張輝)