丁肇中和阿爾發磁譜儀
【看中國2014年09月21日訊】9月18日晚間，諾貝爾獎得主、美籍華人物理學家丁肇中領導的尋找「暗物質是否存在」的跨國大型科學計畫 — 阿爾發磁譜儀計畫（AMS），發布重大研究成果，根據國際空間站上阿爾法磁譜首批觀測數據，科研人員已經找到了可以證明暗物質存在的6個證據中的5個，進一步顯示宇宙射線中過量的正電子可能來自暗物質。
丁肇中的研究團隊在歐洲核子研究中心公布了這一最新研究成果，併發表在最新一期的美國《物理評論快報》。
暗物質為一種人眼看不到的物質，是現有宇宙構成理論中最關鍵的假設之一。現有物理學假設認為，人類目前所認知的物質世界大概只佔宇宙的4%。在這之外，那些不發光不發熱的暗物質，則佔了宇宙的23%，還有73%是暗能量。
AMS計畫將超大型磁鐵送上太空站，在太空捕捉、偵測宇宙粒子，以推測暗物質是否存在。這個儀器自3年前上太空後，已收集並分析超過410億粒子事件，9月18日是第2次發表觀測結果。
找到證明暗物質存在6證據中5個
丁肇中表示，暗物質碰撞產生過量正電子有6個特徵，開始點、上升速率、最高點等5個特徵都已被阿爾法磁譜儀測量到，最後一個特徵就是測量正電子產生率會不會突然下降。
根據丁肇中研究小組此次在美國《物理評論快報》上發布的結果，阿爾法磁譜儀觀察到的410億個宇宙射線事件中，約有1000萬個是電子或正電子。已發現的宇宙射線中過量正電子的5個特徵分別為：正電子比例上升是從8吉電子伏特（1吉等於10億）的能量開始；在速率方面，正電子佔電子與正電子總數的比例快速增加；在275吉電子伏特左右停止增長；比例上升的過程較為均衡，沒有明顯的峰值； 還有正電子似乎來源於宇宙空間的各個方向，而不是某個特定方向。
研究人員表示，觀測到的正電子分布特徵與暗物質理論的某個模型一致，該模型認為暗物質由一種稱為「中輕微子」的粒子組成。不過，這些過量的正電子到底是來源於暗物質，還是來源於脈衝星等天文現象，還需要進一步分析確認。
對於這一批數據的意義，丁肇中說：「到現在為止我們所得到的結果，沒有一個和過去100年所收集的結果是一樣的，所以也可以這麼說，就是所有的結果慢慢改變人類對於這些的瞭解。」
世界上規模最大科學項目之一
2011年5月16日，美國「奮進號」太空梭將阿爾法磁譜儀送入太空，安放在國際空間站上。丁肇中研究小組證明暗物質存在6個證據中的5個就是利用國際空間站上的阿爾法磁譜儀。
由丁肇中教授領導AMS項目是目前世界上規模最大的科學項目之一，包括歐洲、美洲與亞洲在內共16個國家，600名科學家參與AMS的建造與研究。阿爾法磁譜儀的結構很複雜，任務艱鉅，但它工作的基本原理卻是物理學中帶電粒子在磁場中運動的知識。
責任編輯:許雲天
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