“悟空”为什么“能” 首批科学成果三宗“最”

中国科学院紫金山天文台副台长、悟空首席科学家常进公布了中国科学院第一颗暗物质粒子探测卫星的科学成果(摄于11月27日)。新华社记者金

新华社北京11月30日报道:“悟空”为什么“能”？——第一批科技成果的三个“最”

新华社记者陈芳、王觉岳、蒋芳

中国的暗物质粒子探测卫星悟空于北京时间30日正式宣布了第一批重要的科学成果。这只来自中国的“倔强的猴子”做出了非凡的举动。仅仅两年的观察就揭示了前所未有的现象，或者说有望揭开暗物质的神秘。

“悟空”的“力量”在哪里？这个发现符合最初的科学研究目标吗？可能达到什么样的成就水平...暗物质卫星研究小组将为公众分析首批科学成果的三个“第一”。

最“经济”的卫星

花费很少，技能很棒，而且可以被清楚地看到和准确地衡量。谈到2015年底发射的暗物质卫星“悟空”，专家们一致给予了“高性价比”的评价。

天文学家发现，围绕银河系外围的恒星围绕银河系中心旋转的速度“太快”。因此，除了可见物质，银河系中一定还有其他不可见物质。它们的组合引力“吸引”这些天体，这样它们就不会因为速度太高而飞离银河系。为此进行的计算表明，这些不可见物质的总量是普通物质的五倍多，它们是“暗物质”。

悟空在太空的任务是通过间接方法捕捉暗物质湮灭和衰变的线索。在这方面，耗资数亿至数十亿美元的费米卫星和阿尔法磁谱仪也有类似的目标，但“悟空”项目的费用不到1亿美元，可以被视为一个“经济应用”的模式。

虽然成本较低，但技能没有折扣。该卫星首席科学家常进介绍说，在同类设备中，“悟空”拥有最高工作能量范围、最高能量分辨率和最强粒子识别能力的三项“独特技能”。

“悟空”有能力在不出错的情况下从一百万个中选择一个，并同时看到一百万倍的能量范围。说“金色的火眼”并不为过常进说。

长征二号运载火箭搭载暗物质粒子探测卫星发射升空(摄于2015年12月17日)。新华社记者金

最“意想不到”的发现

“悟空”降魔降魔，源于两次“意外”。

1997年，美国航天局在南极洲启动了南极长期气球项目ATIC。它的主要目标是观测高能宇宙射线，这不包括在观测中。

“这是一个机会！”常进意识到美国选择的南极是观察地球上高能电子的唯一窗口。他一遍又一遍地给南极项目的负责人发电子邮件，解释他的观察想法。

经过一年多的检查和证明，这个原本被认为“疯狂”的计划终于得到了支持。在随后的七年里，他定期参加三次南极观测，并在3000多万个宇宙射线粒子中成功地发现了超过正常能谱的210个高能电子。2008年，以常进为第一作者的论文发表在《自然》杂志上。在本文中，常进讨论了电子的“过剩”可能来自于暗物质的湮灭，而“搭便车”的研究最终获得了国际上的关注。

第二次“事故”发生在“悟空”之后几天。卫星科学应用系统一中的副总干事说，在以前的实验结果中，所有的注意力最初都集中在“超”能范围上。没人预料到在1.4 TEV的更高能级上，会再次发现不同于正常能谱的“奇怪”电子。

“这可能是悟空最重要的发现。这就是科学的运作方式。你永远不知道下一秒你会有什么惊喜。”范对说道。

最期待的结果

“不可预测的成就”和“激动人心的发现”...对于这次发布的“悟空”成就，《自然》的中国导演英格毫不吝惜地给予了极高的评价。

尽管积累的粒子数量不足以证实“发现”，但“悟空”在1.4 TEV时捕获的“奇怪”电子仍然引起物理学家的强烈关注。

2013年，欧洲粒子物理研究所证实了希格斯玻色子被称为“上帝粒子”的发现。物理标准模型中最后一块由61个基本粒子组成的拼图被放回原处。但这不是宇宙的最终答案。如果完美价值的模型不能被突破，这也意味着对宇宙新知识的探索将很快进入沙漠。

范·说，如果1.4能量的“奇怪”电子信号被证实，它将超出常规天文模型的解释范围，要么来自暗物质湮灭，要么来自宇宙中某种奇怪的“新加速器”。

"现在看来，最有可能的解释来自暗物质."中国科学院院士吴月良说。

“粒子物理学领域已经进入了后半段。我希望悟空能得分。根据目前的进展，我们的第二批科学成果预计将于明年年底发表。”常进说。