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诺奖得主、麻省理工学院教授丁肇中:暗物质源于何处,六年后或有定论

“反物质是什么,暗物质源于何处,预计2024年会有个决定性结果。”

7月7日,诺贝尔物理奖获得者、麻省理工学院教授丁肇中在接受科技日报记者提问时,做了上述回答。当日,丁肇中教授访问山东大学,后者是丁肇中领导的AMS(阿尔法磁谱仪)实验的重要参与者,双方达成了一系列共识。

两年前,丁肇中教授主持的AMS项目在欧洲核子中心发布了五年太空实验的结果。部分结果显示:AMS通过准确测量铍—硼流强比例,得到关于宇宙线在星系间传播时间的信息,测得银河系宇宙线的年龄大约是1200万年,这是人类首次获得宇宙线的相对准确年龄;“对1650万电子和108万正电子的测量显示,电子流强与正电子流的强度不同,随能量变化的行为也不一样。”AMS的这一测量结果颠覆了以往实验结果;利用3亿个质子事例,AMS将质子流强测量达到1%的精度,结果显示,“质子流强不能被简单地描述成单一的幂律谱,质子能谱指数随能量变化。”

据介绍,自然界与社会生活中存在各种各样性质迥异的幂律分布现象,因而对它们的研究具有广泛而深远的意义。借助于有效的物理和数学工具以及强大的计算机运算能力,科学家们对幂律分布的本质有了进一步深层次的理解。而关于AWS的发现,颠覆了人类之前对宇宙线的普遍认识。

“大家关心近几年该项目的进展情况如何?”针对科技日报记者的提问,丁肇中表示,“两年前,AMS项目的结果推翻了以前的理论,而最近两年的结果又推翻了更多的理论。同时,我可以告诉大家,反物质是什么,暗物质的来源是什么,到2024年应该有决定性的结果。”

AMS是由诺贝尔物理奖获得者丁肇中教授主持的国际大科学工程,是上世纪末和本世纪初世界上规模最大的科学计划之一,是第一个安置于太空中的最强大、最灵敏的精密粒子探测装置,也是目前唯一被永久安放在国际空间站上的具有开创型的大型科学实验。

丁肇中透露,AMS是太空中唯一的磁谱仪,今后几十年内,不可能再有第二个磁谱仪。目前,AMS已经收集了超过1190亿个宇宙线数据,主要结果已经整理成数十篇学术文章,发表在《物理评论快报》等世界顶尖学术期刊上。2004年3月,山东大学正式参与该项目,全面负责热科学系统设计制造。其中程林教授是AMS热系统的总负责人,领导着麻省理工学院、瑞士苏黎世高工、美国宇航局等不同单位的三十多位科学家共同工作。据了解,AMS随国际空间站每90分钟绕地球一圈,经历零下40摄氏度到60摄氏度的温度周期性变化,极端热环境低温可至零下90摄氏度、高温可至230摄氏度,热系统是AMS各部件正常工作的基础。

丁肇中介绍,到目前为止,AMS测量的正电子的结果和暗物质理论是符合的,但是,要完全证明找到暗物质,还需要几年的时间,“AMS最重要的作用是探索到自然界中存在但我们无法想象的现象。”他说。

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