全球第一次!中国可能真的发现了暗物质:改写物理课本
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  • 2017年11月30日 13:28
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2015年12月17日8时12分,我国首颗天文卫星——暗物质粒子探测卫星“悟空”——在酒泉卫星发射中心成功发射升空,顺利进入预定转移轨道。

“悟空”的任务是在太空寻找神秘暗物质存在的证据。这是人类在探索宇宙核心秘密的进程中迈出的又一重要步伐,同时也标志着中国空间科学研究迈出重要一步。

整个探测器有1.4吨多重,功耗600瓦,是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器,观测能段是国际空间站阿尔法磁谱仪的10倍,能量分辨比国际同类探测器高3倍以上。

中国可能发现了暗物质!改写物理课本

北京时间2017年11月30日凌晨,《自然》杂志首次在线发表中科院暗物质粒子探测卫星“悟空”(DAMPE)的探测成果:科研人员成功获得了目前世界上最精确的高能电子宇宙线能谱。

其中的数据表明,宇宙空间中存在着“质量为1.4万亿电子伏左右的新物理粒子”。科学家推测,它可能就是人们长期以来寻找的暗物质!

这是继2015年 “悟空号”成功发射以来,中国人第一次用自己的卫星,在全世界首次可能发现了暗物质。 

不过科研人员指出,这也可能是某种奇特的新型天体,能加速出单一能量的高能电子。

无论如何,这都将是粒子物理或天体物理领域的开创性发现!

暗物质粒子探测卫星首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进说:“我们希望在不远的将来,中国人能够在天上找到暗物质粒子!”

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在如今的宇宙中,我们只弄清了5%的物质,还有95%近乎一无所知,科学家猜测它们就是看不见的暗物质和暗能量。

根据目前的理论物理,如果暗物质粒子相互碰撞并湮灭,将转换为高能电子。如果能精确地探测到高能电子能谱,就可以发现暗物质存在的蛛丝马迹。

暗物质粒子探测卫星,实际上是一个望远镜。高能光子和探测器发生作用后产生正负电子对,它通过探测正负电子对的方向、能量,来判断天上高能光子的方向和能量。每一个高能粒子打上去,能产生7万多个信号。

“悟空”上天近两年来,各项性能工作正常,在500公里高的太阳同步轨道上,在能量、方向、电荷,包括粒子鉴别方面,都达到世界最高水平。

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图解:何为暗物质?

在宇宙学中,暗物质(Dark matter)是指无法通过电磁波的观测进行研究,也就是不与电磁力产生作用的物质,很有可能是一种(或几种)粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。人们目前只能透过重力产生的效应得知。

暗能量则是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式。暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果的解释中最为流行的一种,但暗能量存在的证据都来自于间接推测。

根据ΛCDM模型,由普朗克卫星探测的数据得到:整个宇宙的构成中,常规物质(即重子物质)占4.9%,而暗物质则占26.8%,还有68.3%是暗能量(质能等价)。

对暗物质和暗能量的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。

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文章出处:科普中国

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