科学家为“悟空”调制精准“尺子”

新华社北京1月20日电(记者王宇飞·陈曦)在中国科学卫星系列的第一颗星——暗物质粒子探测卫星“悟空”发射约一个月后，科学家们正加紧努力，为悟空创造一种测量宇宙高能粒子的精确“标尺”。

2015年12月17日，由长征二号丁运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心发射升空的悟空，是世界上观测范围最广、能量分辨率最高的空间探测器。进入轨道一周后，“悟空”睁开“金色的眼睛”，正式开始寻找“幽灵”暗物质和宇宙射线的科学探索。

中国暗物质卫星首席科学家、中国科学院紫金山天文台副主任常进说，这颗卫星已经收集了超过1亿个高能粒子。目前，卫星科学应用系统团队正在加紧校准工作。他把校准比作制造一把精确的尺子。

他介绍说，“悟空”每天收集400-500万高能粒子，包括质子、电子、α粒子、宇宙射线核素、γ射线等，其中高能电子和γ射线是科学家关注的焦点。"如果探测器校准良好，科学家需要的信号自然会从数据中显现出来。"

“现在负载看起来很完美，但这还不够。探测器由76，000个小型探测器组成，每个探测器都需要校准。每次校准都必须准确。这是一项非常细致的工作，不能操之过急。如果有小故障，必须尽早排除。否则，一年内的数据量会非常大。处理所有数据可能需要数周甚至更长时间。”常进说。

暗物质卫星高级数据产品处理子系统负责人藏晶晶表示，用于卫星数据分析的高性能计算平台由128个处理器组成，每个处理器有10个内核。如果使用普通计算机，处理半个月的数据需要几十年的时间。

“科学家需要做的是为探测器制作精细的刻度，并以尽可能小的误差给出计算结果。通过校准，将检测器设置到最佳状态，并知道其最佳操作模式。校准后，可以收集更有效的数据来消除“噪声”。例如，现在进行校准需要一个多月的时间，这可以节省两次甚至几次时间，以便将来获得有效数据。”*，北京和北京说。

暗物质卫星科学应用系统的首席设计师吴健说，即使“标尺”现在非常精确，它仍然需要不断校准，因为探测器在太空中受到宇宙射线轰击后，性能会发生变化。“像美国的费米卫星这样的软件已经进入第八个版本，我们仍在开发第一个版本。”

专家表示，目前“悟空”每天返回约20克的数据，并将很快产生巨大的科学数据。随着数据量的增加，需要有更强的计算和存储能力，提高数据访问速度。

在其三年的设计生涯中，“悟空”将以高空间分辨率和宽能谱观察高能电子和伽马射线，寻找和研究暗物质粒子，并将在宇宙线起源和伽马射线天文学方面取得重大进展。第一批科学成果预计在卫星发射后六个月到一年内发布。

暗物质被比作“21世纪笼罩在物理学天空的乌云”，这一点被万有引力定律所证实，但从未被直接观察到。科学家估计，宇宙包含5%的普通物质，其中包括发光和反射材料，如星系、恒星和包括地球在内的行星，而剩余的95%是不可见的暗物质和暗能量。

每秒钟有无数暗物质穿透人体，但是科学家不知道暗物质是什么样子，有多重，或者它的物理性质是什么。揭开暗物质的奥秘将是继日心说、万有引力定律、相对论和量子力学之后的又一重大科学突破，从而推动解释宇宙为何会是这样以及未来将如何演化。

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