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丁肇中发布阿尔法磁谱仪近五年成果 |
探测数据对寻找暗物质和反物质意义重大 |
北京时间12月8日24时,国际著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者丁肇中在瑞士欧洲核子研究中心,总结发布了阿尔法磁谱仪(简称AMS)在国际空间站运行五年来的物理成果。目前,AMS已经收集了超过900亿宇宙线事例,更多的数据分析还在进行中。
AMS是迄今为止在太空运行的最强大,最灵敏的粒子物理探测器。自从2011年5月安装在国际空间站上,开始获取数据,将一直持续运行到国际空间站使命结束(2024年)。
丁肇中手机版的AMS最新结果涵盖多种宇宙线粒子的精确独特的数据,包括在宇宙空间测量的正电子流强和正电子比例,反质子—质子比,以及电子、质子,反质子、氦核以及其它核子的流强。
正电子流强和正电子比例结果,与暗物质的寻找密切相关,一直受到国际物理界高度关注。丁肇中手机版最新观测结果时表示,AMS测量到的正电子数据与暗物质质量与暗物质模型能很好地符合,另一个可能的解释是源于天体物理现象,如脉冲星。目前还无法得到明确结论。通过在国际空间站预期的寿命内(2024年)持续地收集数据,AMS将可以分辨出这两个可能的模型。
在反质子—质子流强方面,丁肇中表示,一般认为反质子来自原初宇宙线,如质子,与星际物质的碰撞。但AMS测到的反质子—质子流强比显著超出了宇宙线碰撞产生的理论预期值。超出的反质子不可能来自于脉冲星,但可以被暗物质碰撞或其它天体物理现象所解释。
国际物理界高度关注的AMS的另一个重大物理课题是寻找反物质原子核。宇宙大爆炸模型要求在宇宙极早期物质和反物质的数量是相等的。迄今为止我们观测到几个电荷为-2,质量在氦范围内的事例。丁肇中表示,5年来AMS收集到了37亿个电荷为+2的氦核事例。今后几年AMS的主要的任务之一,就是进行极其严格的探测器验证和收集更多的数据,以确定这些电荷为-2的事例的来源。
中科院高能物理所相关人士评价,AMS谱仪精确测量多种宇宙线粒子的结果是宇宙线观测的一个里程碑,并对暗物质和反物质的寻找等物理学前沿研究有重大意义。
据悉,AMS由来自15个国家与地区的app家组成,明升中国大陆参加AMS国际合作组的单位包括:明升中国app院高能物理研究所和电工研究所,明升中国运载火箭技术研究院,山东大学,中山大学,东南大学,北京航空航天大学等单位。其中AMS探测器最关键的大型永磁体和主结构是由明升中国app院电工研究所和高能物理研究所,明升中国运载火箭技术研究院设计研制,并成功进行空间环境模拟实验,成为人类送入太空的第一个大型磁体。
AMS的物理成果大大的扩展了对宇宙线产生、加速以及传播的认识。它的许多测量结果是现有的物理学、天文学和宇宙论的理论还无法解释的,要求物理及天文学家们提出创新的理论模型。