「火眼金睛」悟空號 探尋宇宙中的「幽靈」

編輯︰聞華

     在《西遊記》裏,孫悟空用「火眼金睛」看破妖魔鬼怪的真面目;在茫茫太空中,中國「悟空號」正用「火眼金睛」探尋宇宙起源的奧秘。暗物質在宇宙物質中佔近3成,被認為是維持宇宙運行的物質之一,無法被直接觀測到,有「幽靈粒子」之稱,非常神秘,各國都著手研究。於2015年發射升空的悟空號是中國第一顆暗物質粒子探測衛星,也是目前國際同類探測器中「視野」最寬、「視力」最佳的一個,至今已有不少重大發現,未來一兩年內將公布。

悟空號:同類探測器中「視力」最佳

      在浩瀚宇宙中,人類已觀測到的部分僅有5%,其餘則是「看不見、摸不到」的暗物質和暗能量。多國都展開對暗物質的研究,科學家相信這有助於揭開宇宙起源、演變的奧秘。不過,暗物質不會發出任何光或電磁輻射,好像「宇宙中的幽靈」,無法被直接觀測到,只能通過暗物質與普通物質的「互動」、或暗物質之間的碰撞所留下的痕迹,來捕捉它的行蹤。目前,仍未有研究團隊宣布已捕捉到暗物質的存在。

當代中國-科技-悟空號暗物質衛星
悟空號於2015年12月在甘肅酒泉衛星發射中心發射升空,每日清晨和傍晚會經過中國上空,將大量數據傳回位於北京、新疆、海南的三個數據接收站。(圖片來源:Getty)

      中國的暗物質研究始於1990年代,如今有後來居上的勢頭。中國第一顆暗物質探測衛星悟空號,於2015年發射升空,是目前世界上觀測能段範圍最寬、能量分辨率最好的探測衛星,勝過國際上所有同類探測器。

      悟空號雖然沒有金箍棒,但是攜帶了308根「水晶棒」,這些60厘米長的「水晶棒」是世界上最長的鍺酸鉍晶體(BGO),能夠探測宇宙粒子的能量,仿佛齊天大聖的「火眼金睛」,每秒探測數百個宇宙線粒子,分辨出與暗物質有關的高能粒子——高能電子和伽馬射線。

當代中國-科技-悟空號暗物質衛星
悟空號探測器長、寬、高分別為1.5米、1.5米、1.2米,內部攜帶了308根BGO晶體棒,可以探測宇宙粒子的能量,分辨出科學家需要的高能粒子。在上海展出的探測器模型,是實際的1/2大小。(圖片來源:視覺中國)

      這是一件「沙裏淘金」的工作,高能電子僅佔高能粒子總數的千分之一,伽馬射線更是僅佔百萬分之一。

      目前,悟空號仍在距離地面500公里的太陽同步軌道上工作,已經「加班(超期服役)」2年,至今探測近百億個宇宙線粒子。今年3月,中科院院士、暗物質粒子探測衛星首席科學家常進表示,基於悟空號採集的數據,研究團隊將在未來一兩年內,向世界發布一系列重要成果。

      延伸閱讀:地下2400米丨全球最深地下實驗室 隱藏宇宙奧秘?

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