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遨游太空一年的“悟空”,都找到了啥?

科普小知识2022-06-06 17:51:37
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遨游太空一年的“悟空”,都找到了啥?

17日,一只“猴子”在茫茫宇宙中庆祝了它的第一个生日。

作为中国科学卫星系列的第一颗星,暗物质粒子探测卫星悟空发射了整整一年。悟空健康吗?你的工作表现如何?已经实现了多少科学目标?你发现暗物质的证据了吗?第一个科学成果什么时候会向世界公布?

新华社记者帮你揭开这个秘密。

遨游太空一年的“悟空”,都找到了啥?

猴年的“猴雷”,年度考核荣获“双优”

17日上午9: 30,在紫金山天文台暗物质卫星监控大厅,一个三层楼的暗物质卫星主题蛋糕吸引了所有人的注意力。一群科学家为暗物质卫星“悟空”举办了一场“生日聚会”,该卫星已经平稳运行了一年。

在庆祝活动中,太空猴还获得了年度最佳表演奖。在南京“悟空”首发式15周年和16周年之际,所有出席会议的中外暗物质研究专家为“悟空”的表演打了100分。

——“悟空”体检。在这四个有效载荷中,塑料闪烁体、BGO热量计和中子探测器工作正常,均为100%,而硅径迹探测器工作正常,为99.85%,也明显优于原目标的97.5%。结论:100分。

——“悟空”的作品表演。粒子的电荷测量、能量测量、方向测量、粒子识别等方面都取得了重要进展,设计指标已经完全实现或超过。到目前为止,它已经覆盖了两次全天区域,总共检测到18亿有效病例。结论:该等级为“优秀”。

"悟空天性奔放,在天上比在地上更有“灵性”. "科学家得出结论。

中国科学院暗物质项目监管小组得出的结论是:“从项目开始,我们将从第三方的角度对项目进行监管。卫星项目取得了完全的成功。目前,该卫星在轨道上运行正常,有效载荷稳定。在紫金山天文台副台长、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进的领导下,科学团队以科学的态度认真务实地开展工作。希望他们继续努力,争取这一领域的突破。”

"高分辨率观测“比预期的要好”. "日内瓦大学的教授吴欣说,“目前有超过70,000个探测粒子通道正常工作,并且没有使用备用设备。设计寿命为3年,预计运行5至10年。与此同时,越来越多的目标粒子被收集起来,绘制的能谱越来越稳定,这有望尽快取得突破性的发现。”

意大利佩鲁贾大学博士乔瓦尼·安布罗斯说:“悟空是中国第一颗空间高能粒子探测卫星,也是中国第一颗空间科学卫星。我们很高兴看到它运行良好,并且在数据分析方面取得了重大进展。”

意大利萨兰托大学的伊凡·德米特里教授说:“悟空已经平稳运行了一年,数据质量非常好。我们将继续努力,为宇宙射线数据的分析做出重要贡献。”

对于照顾悟空“日常生活”的卫星监控团队来说,职责流程的不断简化是小“猴”健康成长的直接体现。

“在天堂的早期,每天都有两组人轮流参加战斗。出现问题时,立即处理。如今,异常情况非常罕见,只要有人在办公室,就可以检查。”暗物质卫星科学应用系统的首席设计师吴健说。

尽管如此,我们仍不敢放松努力,仍在不断优化在轨校准方案,以在尽可能短的时间内实现探测器各子探测器的可靠校准,并充分利用这些数据加快物理案例重建软件的研发。

高能量前进!能谱和“天空地图”日益清晰

“前方高能”——“悟空”几乎每天都在太空中呼喊。这是因为超高能电子是悟空的主要“目标”。

据统计,在一年内捕获的18亿个粒子中,5GEV到10TEV之间的高能电子已经达到了100万个。为什么“超高能电子”如此重要?因为它们可能来自暗物质湮灭。

“挑选有用的电子就像在地球上寻找一种有特征的人。目前看来,悟空已经坚定不移地选择了它!”常进解释说,选拔过程肯定不容易。悟空每天发回500万条粒子信息,其中只有0.1%是有用的电子,光子的数量要少得多。因此,为了研究电子和光子的分布,必须消除99%以上的宇宙射线核素(如质子)的信息。

高分辨率观测效果“好于预期”,不仅体现在“超高能电子”的不断积累上,还体现在一年内完成的全天伽马射线图上。这是世界上仅有的三张GEV辐射图之一。

不仅如此,悟空的眼睛是明亮的,而且他还在18亿个粒子中发现了一些基本物理知识无法解释的奇怪现象。

第一中学暗物质卫星科学应用系统副主任教师的职责是通过数据分析发现能谱中的“奇怪现象”。他告诉记者,科学家用“悟空”来捕捉粒子,并筛选高能电子宇宙射线的能谱数据。“惊喜隐藏在能量谱的结构中。“正常”能谱必须是平滑的。如果存在现有理论无法解释的能谱结构,那么至少这是一种新的天文现象,而且很可能是暗物质的信号。”范对说道。

“与天庭之前的三大科学任务相比,可以负责任地说,‘悟空’已经超出了人们的预期,并在打开物理学新窗口的道路上稳步前进!”常进说,我们需要的是时间和数据的积累。今天的数据正以每天数百个光子的速度累积。

驱散“乌云”和“悟空”的使命

科学家称暗物质和暗能量为“21世纪笼罩在物理学上空的两朵乌云”。然而,人类对暗物质存在的原因、形式和规律仍然知之甚少。

毫无疑问,科学家对暗物质的探索绝不是平坦的,甚至不排除失败的可能性。

12月9日,由诺贝尔奖得主丁肇中领导的阿尔法磁谱仪公布了五年来的最新实验结果。丁肇中解释说,目前测量的基本粒子数据符合暗物质碰撞产生基本粒子的理论,也就是说,目前测量的现象符合人们对暗物质的预测,但不能排除特殊的天体物理过程。然而,还不能确定暗物质是否已经被发现,还需要进一步的数据积累。

今年7月,中国的地下实验室熊猫项目也宣布,在每天33000公斤的暴露量下,没有发现暗物质粒子的痕迹。从乐观的角度来看,该计划对可能的暗物质候选者有最新的限制。

目前,世界上有几十个实验直接或间接检测暗物质粒子。随着灵敏度的提高,暗物质粒子的剩余参数空间变得越来越小。与AMS和PAN-DAX相比,悟空在三个世界中具有最大的先天优势:最高的能量分辨率、最宽的观测能量范围和最强的高能粒子识别。因此,它有望在暗物质的间接探测中取得重要成果。

“悟空在一年内探测到18亿个粒子,高能TEV一年多的观测数据相当于AMS至10年的总数据。”常进说。

神秘物质占据了宇宙总质量的大部分,但人类却看不见它。悟空,这位功夫高手,能彻底清除现代物理学上的乌云,让人类能够用肉眼真正了解现实世界吗?

"我们的最新结果将于2017年初正式公布。"常进说。

科学界认为,揭开暗物质之谜将是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论和量子力学之后,人们对自然规律认识的又一次重大飞跃。它可以使人类有更深刻的理解,甚至颠覆基本物质构成的规律。

这是悟空的使命!