9月18日,山东大学参与的国际大学科工程阿尔法磁谱仪(AMS)实验再次公布新的实验结果,宣布AMS已发现了1090亿个电子与反电子,测量的反电子分率在停止增加时的能量为275±32 GeV,这是半世纪以来的宇宙射线实验首次看到反电子分率的最大值。这一研究结果将人类对暗物质的探索向前推进了一大步。 记者徐玉芹
暗物质的6个特征,已确认5个
由丁肇中教授领导的阿尔法磁谱仪(AMS)项目是目前世界上规模最大的科学项目之一,2011年5月16日由美国“奋进号”航天飞机送入太空,是目前唯一永久安放在国际空间站上的具有开创型的大型科学实验。AMS以探测外层空间反物质、暗物质,以及宇宙射线的起源为目的,建造过程由16个国家和地区的600余名科学家历时16年完成。自2011年5月19日安放在国际空间站至今,已探测和分析了超过540亿个宇宙射线,其能量高达数万亿电子伏特。在国际空间站的生命期内,AMS将测量和收集数千亿的初级宇宙射线。刚刚公布的研究成果,是基于对最先收集到的410亿个数据的分析。
研究成果显示,在这410亿个初级宇宙射线中,共观测到约1000万个电子与正电子,这是半世纪来首次检测到的正电子分率的最大值。而正电子的多少是识别暗物质的重要指标。丁肇中教授在欧洲接受采访时曾表示,迄今的研究已确认暗物质的5个特征,还有最后一个特征有待确认。
“根据现在的结果,我们所找(到)的东西,一定是个新的东西,从来没有见过的东西。是不是暗物质,要看最后一个结果。暗物质有6个物征,其中5个特征都被我们观测到了,最后一个特征就是它的产生率会不会忽然降下来,这还需要花很多时间。只剩下这一个没测量出来。”丁肇中说。
AMS热系统由山大研制,已运行40余个月
AMS对热环境的要求极其苛刻,各探测器的响应均与温度有关。各探测器的温度在时间和空间上要保持稳定,同时,必须将各探测器所产生的热量只能传递到外层空间,而不能有任何热量辐射到国际空间站的太阳能板和其他部件上。AMS随国际空间站每90分钟绕地球一圈,经历-40℃~+60℃温度周期性变化,极端热环境低温可至-90℃、高温可至+230℃,散热条件非常复杂,热系统是AMS各部件正常工作的基础。
山东大学于2004年3月参加这项工作,到2011年历时7年,完成了阿尔法磁谱仪的热控制系统,解决了太空粒子探测的关键工程问题。程林教授担任AMS热系统总负责人。
针对AMS在面向太阳时外部温度远高于内部温度无法自然散热、背阳时外部温度过低可致其内部元件损毁的温度环境,程林教授提出了一种利用周期性大温差变化和大热容介质传热动态特征保持探测器温度平衡的新方法,保证了系统的高效散热以及温度场的均匀性和稳定性,解决了AMS在国际空间站环境下运行的关键问题。
AMS安放在国际空间站上之后,山东大学继续全面负责热系统运行与监测,进行不间断地记录与检测,所有数据均具有原始性、唯一性、不可替代性。根据太空运行的实际数据,及时修正和新建了若干热控制模型,以应对不同的极端条件,确保了AMS整体及各探测器温度保持在规定范围之内。
到目前为止,山大研发的热控制系统在太空已安全“工作”40余个月。
http://60.216.0.164:99/html/2014-09/21/content_133760.htm