中新網(wǎng)北京12月4日電 (記者 孫自法)著名美籍華人科學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎得主、中國科學(xué)院(中科院)外籍院士丁肇中表示，他領(lǐng)導(dǎo)的安裝于國際空間站上的國際合作大科學(xué)裝置阿爾法磁譜儀(AMS)正在進(jìn)行升級，10年以后，AMS有望證明高能正電子來源于暗物質(zhì)。

　　中科院高能物理研究所12月3日下午線上舉行“基礎(chǔ)科學(xué)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展國際沙龍”科普活動，86歲高齡的丁肇中院士在“云游實(shí)驗(yàn)室”環(huán)節(jié)親自客串“導(dǎo)游”、引領(lǐng)觀眾線上參觀AMS載荷運(yùn)行和控制中心時(shí)透露了上述信息。

　　丁肇中院士在“云游實(shí)驗(yàn)室”環(huán)節(jié)客串導(dǎo)游、引領(lǐng)觀眾線上參觀AMS載荷運(yùn)行和控制中心，科普最新研究成果。　中新社記者 孫自法 攝

　　他指出，根據(jù)AMS收集的340萬個(gè)正電子數(shù)據(jù)精確測量結(jié)果，宇宙線正電子低能部分主要來自宇宙線碰撞，而高能部分來自于新的天體源比如脈沖星或者暗物質(zhì)。脈沖星可以產(chǎn)生正電子，并將正電子加速到高能量，但脈沖星不能產(chǎn)生反質(zhì)子，而AMS測量的反質(zhì)子與正電子具有類似的能譜特征，預(yù)示高能反質(zhì)子和高能正電子可能有相同的來源，高能正電子可能不是來自于脈沖星。

　　宇宙中大約有90%的物質(zhì)是看不見的，稱作暗物質(zhì)，AMS實(shí)驗(yàn)?zāi)壳耙呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，高能正電子的能量分布與暗物質(zhì)理論相符合。正在升級的AMS，10年以后有望確認(rèn)高能正電子是否來源于暗物質(zhì)。

　  丁肇中介紹說，作為目前唯一在太空長期運(yùn)行的粒子物理精密磁譜儀，AMS將工作到至少2030年，其由穿越輻射探測器、飛行時(shí)間探測器、硅微條探測器、永磁體、電磁能量器、切倫科夫探測器組成，高5米、長4米、寬3米，重7.5噸，包括30萬道信號通路和650個(gè)微處理器。

　　中科院高能所是AMS實(shí)驗(yàn)的發(fā)起團(tuán)隊(duì)之一，中國科學(xué)家為AMS實(shí)驗(yàn)特別是首個(gè)太空大型磁體永磁體的研制以及物理分析等做出重要貢獻(xiàn)。同時(shí)，在AMS升級研制任務(wù)中，中國科學(xué)家也承擔(dān)關(guān)鍵性的任務(wù)，包括整個(gè)硅微條的設(shè)計(jì)、測試和生產(chǎn)。

　　AMS實(shí)驗(yàn)主要物理目標(biāo)是尋找暗物質(zhì)和原初反物質(zhì)，并研究宇宙線的起源，對人類認(rèn)識宇宙有極其重要的意義。丁肇中稱，宇宙線可以達(dá)到遠(yuǎn)高于地球上任何加速器能達(dá)到的最高能量。帶電宇宙線有質(zhì)量，它們會被100公里厚的地球大氣層吸收，無法在地面上精確研究帶電宇宙線的性質(zhì)。為測量宇宙線的電荷正負(fù)等基本特性，需要在外太空運(yùn)行磁譜儀。同時(shí)，AMS還可以提供外太空探索必需的宇宙線輻射傷害知識，以保護(hù)宇航員。

　　AMS運(yùn)行以來，在探索宇宙線起源方面發(fā)現(xiàn)，一級宇宙線(氫、氦、碳、鐵等)在恒星內(nèi)由核聚變產(chǎn)生，它們在恒星爆炸過程中(如超新星)被加速到很高能量；二級宇宙線(鋰、鈹、硼、氟等)由一級宇宙線和星際物質(zhì)的碰撞產(chǎn)生。AMS實(shí)驗(yàn)出乎意料的新成果還包括：一級宇宙線有完全相同的剛度(動量/電荷<億伏>)變化，一級宇宙線最少有兩種，二級宇宙線也有兩個(gè)類別。

　　丁肇中指出，AMS到2030年要解決的基本問題包括認(rèn)識宇宙線重質(zhì)量反物質(zhì)起源。宇宙起源于大爆炸，大爆炸之前是真空，大爆炸之后應(yīng)該有相同數(shù)量的物質(zhì)與反物質(zhì)，而地球附近沒有天然存在的反物質(zhì)。在原來地球的遙遠(yuǎn)區(qū)域，可能存在由反物質(zhì)組成的反物質(zhì)恒星設(shè)置星系。

　　目前，AMS發(fā)現(xiàn)的反氦事例率非常低，每1億個(gè)氦數(shù)據(jù)中，只有1個(gè)反氦。未來10年，升級中的AMS將繼續(xù)收集數(shù)據(jù)，對反氦事例是否來自于原初宇宙線提供確定性的結(jié)果，并尋找反碳、反氦事例，尋找原初反物質(zhì)。

　　“宇宙是最廣闊的實(shí)驗(yàn)室，而我們對宇宙的認(rèn)識是有限的。AMS所有的觀測結(jié)果都與現(xiàn)有的宇宙線理論不符，帶來了對宇宙的新認(rèn)識。AMS將不斷擴(kuò)展，顛覆我們對宇宙的認(rèn)識。”丁肇中總結(jié)說。

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