【晒晒咱的国之重器19】
距离地面500公里左右的太阳同步轨道上 ， 来自中国的“悟空”正在遨游 。
每天 ， 这颗1米见方的小小卫星绕地飞行大约15圈 ， 用“火眼金睛”努力探测着宇宙高能粒子的踪迹 。
这只“孙猴子”到底在找什么？
其实 ， 浩瀚的银河系中 ， 除了恒星、行星等这些我们肉眼可见的天体 ， 还可能存在许多看不见的暗物质 。 科学家们推测 ， 它们不发光、也基本不与其他物质有相互作用 ， 在一般光学手段观测下 ， 犹如“隐身” 。
不过 ， 当一对暗物质粒子偶然碰撞时 ， 可能会湮灭 ， 并放出电子、正电子和伽马射线等高能粒子 。 如果能够精确“捕捉”到这些粒子的信息 ， 就可能反推出暗物质存在的蛛丝马迹 。
2021年9月7日 ， “悟空”号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据向全球公开 。 自2015年12月17日成功飞天 ， “悟空”一次次所发布的宝贵数据令世界瞩目 ， 推进着人类对宇宙的进一步认识 。
这只“孙猴子”到底长什么样？
这颗由中国科学院研制生产的卫星 ， 体积比一张办公桌大不了多少 ， 像一个倒立的银白色四层蛋糕 ， 有效载荷却达到1.4吨 ， 内部集成了近8万路电子学信道 。 从上到下 ， “悟空”装备有四大探测器：塑闪阵列探测器、硅阵列径迹探测器、BGO（锗酸铋）量能器和中子探测器 。 其中 ， BGO量能器包含300多根60厘米长的锗酸铋晶体 。 这些漂亮的“水晶棒”犹如孙悟空的“金箍棒” ， 对入射粒子的能量能进行极为灵敏的测量 。
【探测|“悟空”号暗物质粒子探测卫星】它的视力究竟要多强 ， 才能称得上“火眼金睛”？
据“悟空”号首席科学家、中国科学院院士常进介绍 ， “悟空”号是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间宇宙线探测器 ， 也是我国第一颗空间天文卫星 。 它平均每秒就能“捕捉”60个高能粒子 ， 可以对GeV到数十TeV量级之间的电子、伽马射线等宇宙线粒子进行测量 。
这是什么概念？1GeV是10亿电子伏特 ， 1TeV是1000GeV ， 即1万亿电子伏特 。 而人眼所能接收到最敏感的可见光能量 ， 仅仅约为2电子伏特 。
飞行6年多 ， “悟空”号已经完成全天区扫描超过11次 ， 获取了百亿个高能宇宙射线事件 。 每天清晨和傍晚 ， 这只“孙猴子”都会飞过中国的上空 。 位于北京密云、新疆喀什和海南三亚等处的接收站每天接收着“悟空”号传回的数据 ， 透过这些数据 ， 暗物质的面纱已陆续被揭开……
2021年5月 ， “悟空”号团队绘出迄今最精确的高能氦核宇宙线能谱 ， 并观测到能谱新结构 。 这是“悟空”号继精确测量电子能谱、绘制高能质子宇宙线能谱后 ， 第三次发布重要科学结果 ， 标志着我国空间高能粒子探测已跻身世界最前列！
国际物理学界普遍认为 ， 揭开暗物质之谜 ， 将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次基础科学变革 。
踏入暗物质探测竞赛的前沿 ， 中国科学家们相信 ， 借助“悟空”“火眼金睛”的广大神通 ， 我们将可以窥见崭新的宇宙面貌 ， 离逮住那“看不见摸不着”的暗物质 ， 也许不远了！
（本报采访人员 杨舒）
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