中国“悟空”卫星发现疑似暗物质踪迹 暗物质发现的意义

　　宇宙捞“针”：“悟空”有哪些绝技

在中国科学院紫金山天文台，“悟空”科学应用系统副总师范一中在介绍研究成果（11月2日摄）。新华社记者 金立旺 摄

　　《自然》期刊中国区科学总监印格致（Ｅｄ　Ｇｅｒｓｔｎｅｒ）对常进的话深以为然。“科学就是在一个接一个的‘可能’中不断接近真理，”他说，“对科学家来说，发现异常未知的那一刻最兴奋。”

　　不过，寻找“异常”与“可能”绝非易事。自２０１５年底发射升空，“悟空”探测了３５亿多个高能宇宙射线，从中总共搜寻出１００多个异常电子，难度不亚于大海捞针。

　　“天上的辐射背景太复杂，需要做出区分。”“悟空”科学应用系统总设计师伍健说，与国际同类探测设备相比，“悟空”在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类宇宙射线的本领”这两项关键技术指标方面世界领先，尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程中产生的一些非常尖锐的信号。

　　“就好比在有上千万人口的城市里找到特定的一个人，既要快，又要准。”常进说。

　　目前国际上知名的相关研究项目有美国费米卫星，日本量能器型电子望远镜，以及著名物理学家丁肇中主持的阿尔法磁谱仪等。“悟空”科学应用系统副总师范一中说，相比同类设备，“悟空”显著提高了电子能量观测的上限，得到的电子样本“纯净”程度也最高，这是中国科研人员自主提出的新探测技术，实现了对高能电子、伽马射线的“经济实用型”观测。

　　香港大学物理系副教授苏萌说，关键性的“拐折”由“悟空”首次测量出来，说明中国的暗物质卫星测量水平具有非常独到的优势。

　　“悟空”研究团队也坦承，目前数据统计量还不够，存在一定的统计误差。“我们是‘靠天吃饭’，天上有多少宇宙射线，我们才能测到多少事例。”常进说，要降低统计误差，唯一办法是积累大量数据，这需要更多时间。

　　好消息是，“悟空”在轨运行状况很好，预计卫星在天工作时间会大大超过设计寿命。“悟空”研究团队透露，今后两三年是卫星数据分析的关键时期，收集到目标事例越来越多，绘制的能谱越来越精确，还将有系列重大成果发布。

图为我国暗物质粒子探测卫星“悟空号” 中科院供图

　　探索“无人区”：中国瞄准人类科学前沿

　　不久前，伍健到欧洲的合作伙伴总部访问，会议室陈列了三个科学实验装置的标志，按时间顺序分别是费米卫星、阿尔法磁谱仪和“悟空”。“这是他们从数十个合作项目中选出的、有代表性的实验，在相关领域最有希望取得成就。”伍健说。

　　“悟空”对暗物质的探寻，已经逐渐进入科学的“无人区”。但在“无人区”做一个“领跑者”，不是件容易的事。原创思想、技术实力，这些年来“悟空”研究团队没少被质疑。

　　上世纪９０年代末，由于资金短缺，常进加入美国一个高能宇宙射线研究项目。起初，他的观测方法得不到美方同行的认同，经过反复模拟和实验验证，美方的南极气球项目终于采纳了他的方法，并在高能电子观测方面取得重要进展。

　　时隔多年，美国团队中一位教授在国际学术会议上提到此事，还连连感慨：“中国的常教授当年给我们带来一个疯狂的想法，结果一举成功！”

　　“悟空”用的一个探测器关键芯片需要进口，但当时国外对中国禁运这类芯片。“悟空”研究团队从零开始，研究芯片、改装芯片，最终用自己的技术解决了这一问题。

　　“整天跟着别人屁股后面搞研究，谈何自主创新？”常进说，“中国的科研人员一定要有自信，外国的技术路线不见得比我们强，关键在于我们找到了正确方法后自己能否守得住。”

　　站在科学的最前沿，也让中国科学家赢得更多荣誉。“我们主导的研究发现，就能把自己的名字署在上面。”范一中说。

　　从卫星设计、测试起，以常进为首的“悟空”研究团队不断吸引国内外科研人员加入，目前已经形成了来自中国、瑞士、意大利等国，人数超过１００名的多学科顶尖人才团队。

　　从深海载人技术到量子保密通信，从“天眼”到“悟空”，中国对科学和技术“无人区”的探索日渐成为常态。“聚沙成塔，国家实力不断增强，对基础研究不断重视，让以前不可能的事情成为现实，也让科学家有机会实现更伟大的梦想。”常进说。