中国科学家为阿尔法磁谱仪寻找暗物质贡献“中国智慧”

中国科学家为阿尔法磁谱仪寻找暗物质贡献“中国智慧”

诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中4月3日晚公布了其主持的大型粒子物理实验——阿尔法磁谱仪（AMS）项目的首批研究成果，使人类对宇宙中暗物质的认识更进了一步。中国科学家参与了这项国际重大科学工程，并在其中作出了重要贡献。

AMS项目的首批科学家和主要成员之一、中科院高能物理研究所原所长陈和生院士介绍说，在宇宙的构成中，人类已知的物质仅占4%左右，而暗物质量几乎是已知物质的6倍，但科学家一直未找到它存在的证据。

2011年5月16日，美国“奋进”号航天飞机最后一次任务将“阿尔法磁谱仪2”送至国际空间站，其主要任务之一就是寻找宇宙中的暗物质。

“暗物质碰撞会产生额外的正电子，这些正电子的特征会被阿尔法磁谱仪测量到。根据丁肇中教授发布的成果，阿尔法磁谱仪已发现超过40万个正电子，这些正电子有可能来自人类一直寻找的暗物质，也可能来自银河系的脉冲星等天体。”陈和生说，“但无论如何我们向最终找到暗物质存在的可靠证据又迈进了一步。”

鲜为人知的是，阿尔法磁谱仪有一颗强大的“中国心”——一块中国制造的巨大永磁铁。

它由中科院电工研究所、高能物理所和中国运载火箭技术研究院共同设计研制，用于区分粒子带正电还是负电，是磁谱仪的核心部件。

据介绍，要将一个大型磁铁放入太空是AMS项目的最大挑战之一。

中国科学家选择新型高磁能积钕铁硼材料，采用独特的磁路设计，完全符合实验要求，可以使磁谱仪使用寿命长达18到20年，并顺利通过了美国国家航空航天局严格的安全审查，成为人类送入宇宙的第一块大型磁体。

同时，探测器关键部分的电磁量能器由中科院高能物理所、中国运载火箭技术研究院的科学家和意大利、法国同行合作研制。“它能精确测量电子和正电子的能量。”陈和生说。

中国科学家还参与了实验数据分析和物理研究工作。

据介绍，AMS的数据分析由2个独立的团队进行，每个团队都包括了许多国家的科学家，互相“挑错”，最终达成一致，确保结果的正确。“中国科学家的数据分析对电荷测量、粒子识别、电子能量测量等发挥了十分重要的作用。”陈和生说。

陈和生表示，要获得暗物质存在的确切证据，还需要积累更多的数据。“中国科研人员一直在日内瓦欧洲核子研究组织的AMS运行中心参与值班，同时还将继续进行数据分析和物理研究。”他说，“最终结果的获得或许需要数年时间，但这一结果无疑对物理学的发展意义重大。”

郑州大学西亚斯国际学院2012年度科研基金资助项目（项目号：2012KYZD02）