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探测暗物质 山大很给力

发布时间:2014-09-21 00:00:00 发布来源: 作者:

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  本报记者 徐从芬 制图/杨梦

  丁肇中AMS项目

  2013年4月4日凌晨

  由丁肇中主持、山东大学参与的AMS(阿尔法磁谱仪)项目在历时18年之后公布第一个实验结果:AMS已发现超过40万个正电子,这些正电子有可能来自于脉冲星或者人类一直寻找的暗物质。

  2014年9月20日

  山东大学对外宣布,山东大学参与的AMS(阿尔法磁谱仪)项目于9月18日再获重大发现,找到暗物质所需的六个特征目前已经证实了五个,距离探测暗物质又前进了一大步。

  何为暗物质?

  宇宙由物质组成。人类已知的物质是正物质,由原子组成。反物质则由带负电的质子和带正电的电子组成。暗物质是看不见的物质,被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题,它代表了宇宙中90%以上的物质含量,而我们可看到的物质只占宇宙总物质量的5%左右。暗物质无法直接观测得到,但它却能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。

  山东大学的程林教授担任AMS热系统总负责人 主散热器

  20日,山东大学对外宣布,山东大学参与的AMS(阿尔法磁谱仪)项目于9月18日再获重大发现,宣布AMS已发现了1090亿个电子与反电子,精确测量了反电子分率,距离探测暗物质又前进了一大步。而山东大学热科学与工程研究中心主任程林教授带领团队参与了AMS项目的热系统,解决了太空粒子探测的关键工程问题。并且,这套全球顶尖的“热系统”技术已被试验运用到民用领域,在未来生产的节能上或取得颠覆性进展。

  实验

  暗物质六特征已找到五个 是人类探测暗物质的里程碑

  “如果把寻找暗物质的过程比做寻找一个犯罪嫌疑人,目前的研究成果,相当于已经知道了犯罪嫌疑人的性别、年龄、身高、体重、职业,目前唯一不知道的是,他是在哪儿工作的人。也就是找到暗物质所需的六个特征目前已经证实了五个。”20日,在山东大学千佛山校区东配楼会议室中,获得美国宇航局特别嘉奖的山大热科学研究中心主任程林教授就参与的AMS项目获得的重大发现进行形象解释,证明这一发明距离人类探测到暗物质又前进了一大步。  

  记者了解到,AMS是安置于太空中的精密粒子探测装置,是目前世界上规模最大的科学项目之一,由诺贝尔物理学奖获得者丁肇中领导,被他自己称为个人职业生涯里最重要的一个实验成果。AMS以探测外层空间反物质与暗物质,以及宇宙射线的起源为目的,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。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。2013年4月,AMS项目第一次公布实验结果,证明“暗物质”或真实存在。

  付出

  十年间派52人效力 AMS 山大“热系统”立功

  山东大学于2004年3月参加AMS项目,程林教授担任AMS热系统总负责人。由于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。程林教授所属的团队就全面负责AMS热系统的研究、设计、制造与实验,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  

  10年间,程林教授领导了来自麻省理工学院、瑞士苏黎世高工、美国宇航局等不同单位的30多位科学家共同工作,历时7年成功研制出在太空异常温度环境下正常发挥作用的热系统,在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,进行不间断的记录与检测,所有数据均具有原始性、唯一性、不可替代性。时间证明,程林教授负责的热系统完全能够满足AMS的运行要求。

  山东大学先后有52人在欧洲核子中心、意大利CGS、欧洲航天技术中心工作,自2004年至今从未间断,并曾派出两个本科生参与这项世界顶尖实验。山东大学热科学团队对AMS探测器的建造和数据分析作出了杰出贡献,受到了AMS项目组所有参加单位的一致认同和高度赞扬。

   应用

  “热系统”若用于水泥生产 总能耗将减一半左右

  “山大‘热系统’是否能推广应用到日常生产中,可以的话将会产生多大的效用?”针对记者的提问,程林教授表示,山大“热系统”已经被尝试运用到工业节能上,结果证明有颠覆性的进展。

  他表示,他们目前迈出去的第一步是把这套“热系统”应用在了一家日产水泥3000吨的水泥生产线上,做了热能充分利用系统,系统加上去后,发现每天能节约标准煤15吨,增加发电24000度,节约用电1000度,效益非常可观。“目前全国水泥行业年产21亿吨,占据全国总能耗的7.8%,运用‘热系统’,全国水泥行业占全国总耗能的比例将降至2.8%-4.8%。”

  程林表示,工业没有余热,也没有废热,只有没被运用的热量,要把没有运用的热量充分运用起来,就要用不一样的思路,用科研技术在局部进行突破。

http://jnsb.e23.cn/shtml/jnsb/20140921/1345037.shtml


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