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北京時(shí)間2017年11月30日凌晨2點(diǎn)，《自然》雜志首次在線發(fā)表中科院暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”（DAMPE）的探測(cè)成果：“悟空”衛(wèi)星的科研人員成功獲得了目前世界上最精確的高能電子宇宙線能譜。而其中的數(shù)據(jù)表明，宇宙空間中存在著“質(zhì)量為1.4萬(wàn)億電子伏左右的新物理粒子”。科學(xué)家推測(cè)，它可能就是人們長(zhǎng)期以來(lái)尋找的暗物質(zhì)！這是繼2015年12月17日 “悟空號(hào)”成功發(fā)射以來(lái)，中國(guó)人第一次用自己的衛(wèi)星，在全世界首次可能發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/nature24475

暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”2015年12月17日發(fā)射成功，在軌運(yùn)行的前530天共采集了約28億顆高能宇宙射線粒子，其中包含約150萬(wàn)顆25 GeV 以上的電子宇宙射線粒子。基于這些數(shù)據(jù)科研人員成功獲取了目前國(guó)際上精度最高的電子宇宙射線探測(cè)結(jié)果。

論文講的是：

(1) “悟空”衛(wèi)星的電子宇宙射線的能量測(cè)量范圍比起國(guó)外的空間探測(cè)設(shè)備（AMS-02, Fermi-LAT）有顯著提高，拓展了我們觀察宇宙的窗口。

(2) “悟空”衛(wèi)星測(cè)量到的 TeV 電子的“純凈”程度最高（也就是其中混入的質(zhì)子數(shù)量最少），能譜的準(zhǔn)確性高。

(3) “悟空”衛(wèi)星首次直接測(cè)量到了電子宇宙射線能譜在~1 TeV 處的拐折，該拐折反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對(duì)于判定部分（能量低于1 TeV）電子宇宙射線是否來(lái)自于暗物質(zhì)起著關(guān)鍵性作用。

此外，“悟空”衛(wèi)星的數(shù)據(jù)初步顯示在~1.4 TeV 處存在能譜精細(xì)結(jié)構(gòu)。目前“悟空”衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)良好，正持續(xù)收集數(shù)據(jù)，一旦該精細(xì)結(jié)構(gòu)得以確證，將是粒子物理或天體物理領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。

　　天文觀測(cè)表明，宇宙中的暗物質(zhì)比人類(lèi)目前熟悉的普通物質(zhì)，也就是標(biāo)準(zhǔn)粒子物理模型能解釋的物質(zhì)要多5倍，其物理本質(zhì)是目前國(guó)際上粒子物理和天體物理領(lǐng)域最重大問(wèn)題之一。“悟空”的核心使命就是在宇宙線和伽馬射線輻射中尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)，并進(jìn)行天體物理研究。

　　“悟空”采用了中科院紫金山天文臺(tái)研究人員自主提出的分辨粒子種類(lèi)的新探測(cè)技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高能（5 GeV-10 TeV）電子、伽馬射線的“經(jīng)濟(jì)適用型”觀測(cè)。它最早由紫金山天文臺(tái)研究員常進(jìn)于2005年提出，2011年12月該項(xiàng)目被正式列入中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)，常進(jìn)擔(dān)任首席科學(xué)家。該衛(wèi)星的探測(cè)器由紫金山天文臺(tái)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、近代物理研究所、高能物理研究所與國(guó)家空間科學(xué)中心聯(lián)合研制。瑞士的日內(nèi)瓦大學(xué)、意大利國(guó)家核物理研究院也參與了硅子探測(cè)器的研發(fā)。衛(wèi)星平臺(tái)由中科院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研發(fā)，地面科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)由紫金山天文臺(tái)負(fù)責(zé)建設(shè)。

“悟空”在軌示意圖

“悟空”在“高能電子、伽馬射線的能量測(cè)量準(zhǔn)確度”以及“區(qū)分不同種類(lèi)粒子的本領(lǐng)”這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面世界領(lǐng)先，尤其適合尋找暗物質(zhì)粒子湮滅過(guò)程產(chǎn)生的一些非常尖銳的能譜信號(hào)。

“悟空”工作530天得到的高精度宇宙射線電子能譜（紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)），以及和美國(guó)費(fèi)米衛(wèi)星測(cè)量結(jié)果（藍(lán)點(diǎn)）、丁肇中院士領(lǐng)導(dǎo)的阿爾法磁譜儀的測(cè)量結(jié)果（綠點(diǎn)）的比較。