AMS实验最新成果公布暗物质发现只差一步

AMS实验最新成果公布暗物质发现只差一步

丁肇中教授

9月21日，中国大陆第一所参与阿尔磁谱仪实验AMS(Alpha Magnetic Spectrometer)项目合作的高校——东南大学召开新闻发布会，发布了丁肇中教授主持的AMS项目的最新研究成果。此项研究成果证明了暗物质存在实验的6个有关特征中，已有5个得到确认，进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。这也是AMS实验自19年前启动以来，第二次正式公布研究结果。

AMS实验由美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中教授主持，希望通过收集暗物质碰撞过后产生的正电子来寻找暗物质，全球有15个国家的56个研究机构参与其中。从2002年起，东南大学就参与了AMS项目与丁肇中教授合作，包括AMS探测器的合作研制和建立东南大学AMS数据处理和分析中心（AMS-SOC），为寻找暗物质发挥了重要的作用。

自2011年5月AMS探测器升空以来，目前已累计接收到来自国际空间站的数据107TB，未来十年的实验数据总量将达到4PB，对这些海量数据存储、处理和分析是一个典型的科学大数据应用，同时也是AMS实验当前工作的重中之重。

在过去的44个月里，AMS实验已经收集了540亿个宇宙射线数据，经过对其中410亿个宇宙射线的分析，发现正电子占所有电子的比例达到一定水平之后就不再上升；同时，宇宙射线中正电子和负电子的数量以及随能量而发生的变化趋势并不对等。这一结果和与以往各国科学家得出的结论不同。丁肇中教授认为这是半个世纪以来在宇宙射线观测中得出的最重要发现。在找到正电子比例峰值之后，接下来AMS实验将继续收集数据，直到其比例开始下降，然后通过下降的速度来判断正电子是否来源于暗物质。

据了解，东南大学通过探测正电子来寻找暗物质。从410亿个数据中寻找这样的正电子，目前观测到的约有1000万个，相当于沙中淘金。这个搜寻的过程，就要靠数据分析。首先，AMS探测仪探测到太空中“流窜”的粒子。产生大量的数据，带电粒子穿越探测器时，探测器的磁场会对它施加洛仑兹力使之发生偏转，同时会将数据（轨迹、路径和偏转的角度）采集下来传输到美国国家航空航天局（NASA）。然后，NASA传输到位于日内瓦的欧洲核子研究中心。接收后，数据传到东南大学进行分析（判断粒子飞行的时间和角度，来判断粒子的质量和带电性，确定是什么粒子，是否是暗物质或者反物质组成）。

据东南大学参与该计划的项目团队负责人、东南大学计算机科学与工程学院院长罗军舟教授介绍，截止目前，东南大学AMS-SOC在第一轮和第二轮实验中，处理和分析的数据总量超过556TB，累计贡献超过85万CPU小时，在AMS全球六个地区（中国、德国、意大利、西班牙、法国、中国台湾）数据处理中心排行第一。

为了把这项工作做好，东南大学在云计算和大数据处理领域进行了长期深入的研究，先后投入经费2500万元，搭建了面向大数据处理的云计算平台，并提供虚拟化和高性能混合计算环境。基于此，东南大学成功构建了AMS实验在亚洲地区乃至世界范围内最主要的数据处理和分析中心，总体规模达5500 CPU核，920TB存储，峰值浮点计算能力每秒70万亿次。

未来，东南大学将继续深入开展AMS实验大数据处理的相关工作，进一步攻克面向AMS的云计算及大数据处理关键技术，积极推动AMS实验探索暗物质来源的进程，同时还将有效促进我国在面向科学计算的大数据处理以及云计算等相关领域的研究水平与技术创新，形成自主知识产权，提升国际竞争力。

（资料来源：人民网、搜狐网等）