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    【曬曬咱的國(guó)之重器19】短視頻丨太空中的火眼金睛:“悟空”號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星

    2022-02-22 10:40:36  來(lái)源:光明網(wǎng)

      距離地面500公里左右的太陽(yáng)同步軌道上,來(lái)自中國(guó)的“悟空”正在遨游。

      每天,這顆1米見(jiàn)方的小小衛(wèi)星繞地飛行大約15圈,用“火眼金睛”努力探測(cè)著宇宙高能粒子的蹤跡。

      這只“孫猴子”到底在找什么?

      其實(shí),浩瀚的銀河系中,除了恒星、行星等這些我們?nèi)庋劭梢?jiàn)的天體,還可能存在許多看不見(jiàn)的暗物質(zhì)。科學(xué)家們推測(cè),它們不發(fā)光、也基本不與其他物質(zhì)有相互作用,在一般光學(xué)手段觀測(cè)下,猶如“隱身”。

      不過(guò),當(dāng)一對(duì)暗物質(zhì)粒子偶然碰撞時(shí),可能會(huì)湮滅,并放出電子、正電子和伽馬射線等高能粒子。如果能夠精確“捕捉”到這些粒子的信息,就可能反推出暗物質(zhì)存在的蛛絲馬跡。

      2021年9月7日,“悟空”號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星首批伽馬光子科學(xué)數(shù)據(jù)向全球公開(kāi)。自2015年12月17日成功飛天,“悟空”一次次所發(fā)布的寶貴數(shù)據(jù)令世界矚目,推進(jìn)著人類(lèi)對(duì)宇宙的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

      這只“孫猴子”到底長(zhǎng)什么樣?

      這顆由中國(guó)科學(xué)院研制生產(chǎn)的衛(wèi)星,體積比一張辦公桌大不了多少,像一個(gè)倒立的銀白色四層蛋糕,有效載荷卻達(dá)到1.4噸,內(nèi)部集成了近8萬(wàn)路電子學(xué)信道。從上到下,“悟空”裝備有四大探測(cè)器:塑閃陣列探測(cè)器、硅陣列徑跡探測(cè)器、BGO(鍺酸鉍)量能器和中子探測(cè)器。其中,BGO量能器包含300多根60厘米長(zhǎng)的鍺酸鉍晶體。這些漂亮的“水晶棒”猶如孫悟空的“金箍棒”,對(duì)入射粒子的能量能進(jìn)行極為靈敏的測(cè)量。

      它的視力究竟要多強(qiáng),才能稱(chēng)得上“火眼金睛”?

      據(jù)“悟空”號(hào)首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士常進(jìn)介紹,“悟空”號(hào)是世界上迄今為止觀測(cè)能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間宇宙線探測(cè)器,也是我國(guó)第一顆空間天文衛(wèi)星。它平均每秒就能“捕捉”60個(gè)高能粒子,可以對(duì)GeV到數(shù)十TeV量級(jí)之間的電子、伽馬射線等宇宙線粒子進(jìn)行測(cè)量。

      這是什么概念?1GeV是10億電子伏特,1TeV是1000GeV,即1萬(wàn)億電子伏特。而人眼所能接收到最敏感的可見(jiàn)光能量,僅僅約為2電子伏特。

      飛行6年多,“悟空”號(hào)已經(jīng)完成全天區(qū)掃描超過(guò)11次,獲取了百億個(gè)高能宇宙射線事件。每天清晨和傍晚,這只“孫猴子”都會(huì)飛過(guò)中國(guó)的上空。位于北京密云、新疆喀什和海南三亞等處的接收站每天接收著“悟空”號(hào)傳回的數(shù)據(jù),透過(guò)這些數(shù)據(jù),暗物質(zhì)的面紗已陸續(xù)被揭開(kāi)……

      2021年5月,“悟空”號(hào)團(tuán)隊(duì)繪出迄今最精確的高能氦核宇宙線能譜,并觀測(cè)到能譜新結(jié)構(gòu)。這是“悟空”號(hào)繼精確測(cè)量電子能譜、繪制高能質(zhì)子宇宙線能譜后,第三次發(fā)布重要科學(xué)結(jié)果,標(biāo)志著我國(guó)空間高能粒子探測(cè)已躋身世界最前列!

      國(guó)際物理學(xué)界普遍認(rèn)為,揭開(kāi)暗物質(zhì)之謎,將是繼日心說(shuō)、萬(wàn)有引力定律、相對(duì)論及量子力學(xué)之后的又一次基礎(chǔ)科學(xué)變革。

      踏入暗物質(zhì)探測(cè)競(jìng)賽的前沿,中國(guó)科學(xué)家們相信,借助“悟空”“火眼金睛”的廣大神通,我們將可以窺見(jiàn)嶄新的宇宙面貌,離逮住那“看不見(jiàn)摸不著”的暗物質(zhì),也許不遠(yuǎn)了!

       

        監(jiān)制:張寧 廖慧

        策劃:李方舟 李宜蒙

        配音:張悅鑫

        剪輯:董大正

        制作:光明網(wǎng)新聞中心

        采訪:光明日?qǐng)?bào)全媒體記者 楊舒

    編輯:張寒冰
    河山新聞
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