新華社南京１２月１７日電?題：“悟空”遨游太空一年，找到了啥？
新華社記者蔡玉高、蔣芳、王玨玢
１７日，一只“猴子”在茫茫宇宙中迎來(lái)一周歲生日。
作為中國(guó)科學(xué)衛(wèi)星系列的首發(fā)星——暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空整整一年?！拔蚩铡鄙眢w健康嗎？工作業(yè)績(jī)?cè)趺礃?？科學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)了多少？找到暗物質(zhì)存在的證據(jù)了嗎？第一批科學(xué)結(jié)果何時(shí)向全世界公布？
新華社記者幫你揭秘。
猴年“猴賽雷”，年度考評(píng)獲“雙優(yōu)”
１７日上午九點(diǎn)半，紫金山天文臺(tái)暗物質(zhì)衛(wèi)星監(jiān)控大廳中，一個(gè)三層高的暗物質(zhì)衛(wèi)星主題蛋糕吸引了大家的目光，一群科學(xué)家為平穩(wěn)運(yùn)行一年的暗物質(zhì)衛(wèi)星“悟空”開(kāi)了一場(chǎng)“生日宴會(huì)”。
慶生之際，這只太空“猴子”也獲得了年度考評(píng)雙優(yōu)的佳績(jī)。１５日至１６日在南京舉行的“悟空”升空一周年學(xué)術(shù)年會(huì)上，所有參會(huì)的中外暗物質(zhì)研究專家都給“悟空”的表現(xiàn)打了１００分。
——“悟空”體檢。４個(gè)有效載荷中，塑料閃爍體、ＢＧＯ量能器、中子探測(cè)器都１００％正常工作，硅徑跡探測(cè)器９９．８５％正常工作，也大幅度優(yōu)于原定的９７．５％的指標(biāo)。結(jié)論：１００分。
——“悟空”工作業(yè)績(jī)。在粒子的電荷測(cè)量、能量測(cè)量、方向測(cè)量、粒子鑒別等方面都取得了重要進(jìn)展，全面實(shí)現(xiàn)或超過(guò)了設(shè)計(jì)指標(biāo)。迄今已完成全天區(qū)覆蓋兩次，共探測(cè)有效事例１８億個(gè)。結(jié)論：等級(jí)“優(yōu)秀”。
“天性奔放的‘悟空’，上了天比在地上更‘精神’?！笨茖W(xué)家們總結(jié)。
中科院暗物質(zhì)項(xiàng)目監(jiān)理組給出的結(jié)論是：“我們從項(xiàng)目啟動(dòng)就從第三方視角對(duì)該工程進(jìn)行監(jiān)理。衛(wèi)星工程取得了圓滿成功，目前衛(wèi)星在軌運(yùn)行正常，有效載荷工作穩(wěn)定，科學(xué)團(tuán)隊(duì)在紫金山天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)、暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星首席科學(xué)家常進(jìn)的帶領(lǐng)下，以科學(xué)態(tài)度兢兢業(yè)業(yè)、踏實(shí)工作，希望再接再厲，爭(zhēng)取在該領(lǐng)域取得突破。”
“高分辨率的觀測(cè)效果‘比預(yù)想更好’?！比諆?nèi)瓦大學(xué)教授吳欣說(shuō)，“７萬(wàn)多路探測(cè)粒子信道目前工作正常，備用的器件都沒(méi)有用上，設(shè)計(jì)壽命３年，期望運(yùn)行５到１０年。同時(shí)，收集到目標(biāo)粒子越來(lái)越多，繪制的能譜越來(lái)越穩(wěn)定，有望早日取得突破性發(fā)現(xiàn)?！?/p>
意大利佩魯賈大學(xué)博士喬萬(wàn)尼·安布羅西說(shuō)：“‘悟空’是中國(guó)的首顆空間高能粒子探測(cè)衛(wèi)星，也是中國(guó)的首顆空間科學(xué)衛(wèi)星。我們很高興看到它運(yùn)行狀況優(yōu)異，且數(shù)據(jù)分析取得重要進(jìn)展?！?/p>
意大利薩蘭托大學(xué)教授伊萬(wàn)·德米特里教授說(shuō)：“‘悟空’已經(jīng)順利地運(yùn)行一年，數(shù)據(jù)的質(zhì)量很好。我們將繼續(xù)努力，爭(zhēng)取在宇宙線數(shù)據(jù)分析方面做出重要貢獻(xiàn)?！?/p>
而對(duì)于照料悟空“起居”的衛(wèi)星監(jiān)控團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，值班流程的不斷簡(jiǎn)化，是小“猴子”健康成長(zhǎng)的直接體現(xiàn)。
“上天初期，每天兩班人馬輪番上陣，出現(xiàn)問(wèn)題第一時(shí)間處理；如今，不正常的情況相當(dāng)罕見(jiàn)，只要辦公室有人在就可以代為查看。”暗物質(zhì)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師伍健說(shuō)。
盡管如此，大家也不敢懈怠，仍在不斷優(yōu)化在軌標(biāo)定的方案，以盡量短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)器各子探測(cè)器的可靠標(biāo)定，并充分利用這些數(shù)據(jù)加快對(duì)物理事例重建軟件的研發(fā)。
前方高能！能譜、“天圖”日益清晰
“前方高能——”“悟空”幾乎每天都太空中大喊。這是因?yàn)?，超高能電子是“悟空”的主要“目?biāo)”。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，從其一年捕獲的１８億個(gè)粒子中，５ＧＥＶ到１０ＴＥＶ區(qū)間的高能電子數(shù)量已經(jīng)達(dá)到１００萬(wàn)個(gè)?！俺吣茈娮印睘楹沃陵P(guān)重要？因?yàn)樗鼈兛赡軄?lái)自于暗物質(zhì)湮滅。
“挑出有用的電子好比在地球上尋找一種具有特征的人，目前看來(lái)，‘悟空’挑得穩(wěn)準(zhǔn)狠！”常進(jìn)解釋說(shuō)，挑選的過(guò)程當(dāng)然不輕松，“悟空”每天傳送回來(lái)５００萬(wàn)個(gè)粒子信息，其中只有０．１％是有用的電子，光子的數(shù)量還要少很多。因此，要想研究電子和光子的分布，必須剔除其中９９％以上的質(zhì)子等宇宙線核素的信息。
高分辨率的觀測(cè)效果“比預(yù)想更好”，除了體現(xiàn)在不斷積累“超高能電子”，還體現(xiàn)在用一年時(shí)間完成的一張全天伽馬射線圖。這是國(guó)際上僅有的３幅ＧＥＶ輻射天圖之一。
不僅如此，“悟空”的火眼金睛，還在１８億個(gè)粒子中發(fā)現(xiàn)了一些現(xiàn)有基本的物理知識(shí)“解釋不了”的奇怪現(xiàn)象。
暗物質(zhì)衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)副總師范一中的責(zé)任是通過(guò)數(shù)據(jù)分析尋找能譜上的“怪異之處”。他告訴記者，科學(xué)家們利用“悟空”捕獲粒子，從中篩選高能電子宇宙線的能譜數(shù)據(jù)。“驚喜就隱藏在這能譜的結(jié)構(gòu)中，‘正?！哪茏V結(jié)構(gòu)一定是光滑的，如果發(fā)生了現(xiàn)有理論解釋不了的能譜結(jié)構(gòu)，那么至少是新的天文現(xiàn)象，也很可能就是暗物質(zhì)的信號(hào)?！狈兑恢姓f(shuō)。
“對(duì)比上天前的三大科學(xué)任務(wù)，可以負(fù)責(zé)任地說(shuō)，‘悟空'的表現(xiàn)超出預(yù)期，正在打開(kāi)物理新窗口的道路上穩(wěn)步前進(jìn)！”常進(jìn)說(shuō)，我們需要的是時(shí)間，需要數(shù)據(jù)的積累?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)在以１天數(shù)百顆光子的速度累積。
驅(qū)散“烏云”，“悟空”的使命
暗物質(zhì)和暗能量，被科學(xué)家們稱為“籠罩在２１世紀(jì)物理學(xué)上的兩朵烏云”。然而為什么有暗物質(zhì)，什么形態(tài)，何種規(guī)律，人類仍然知之甚少。
毫無(wú)疑問(wèn)，科學(xué)家尋找暗物質(zhì)的征程絕不平坦，甚至不排除無(wú)功而返的可能性。
１２月９日，由諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)叨≌刂蓄I(lǐng)導(dǎo)的阿爾法磁譜儀（ＡＭＳ）發(fā)布了５年的最新實(shí)驗(yàn)成果。丁肇中解釋說(shuō)，目前測(cè)量到的基本粒子數(shù)據(jù)與暗物質(zhì)碰撞產(chǎn)生基本粒子的理論相符合，即目前所測(cè)量到的現(xiàn)象與人們對(duì)暗物質(zhì)的預(yù)測(cè)是吻合的，但也不能排除特殊天體物理過(guò)程。但是，現(xiàn)在還不能肯定已經(jīng)找到暗物質(zhì)，還需要進(jìn)一步積累數(shù)據(jù)。
而在今年７月，我國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室ＰＡＮＤＡＸ（熊貓計(jì)劃）也宣布，在３．３萬(wàn)公斤／天的曝光量下，未發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子蹤跡。從樂(lè)觀的角度來(lái)看，該計(jì)劃對(duì)可能的暗物質(zhì)候選對(duì)象得出了最新的限制。
目前，世界上有數(shù)十項(xiàng)實(shí)驗(yàn)通過(guò)直接或間接的方法探測(cè)暗物質(zhì)粒子。隨著靈敏度逐漸提升，暗物質(zhì)粒子的剩余參數(shù)空間越來(lái)越小。而對(duì)比ＡＭＳ與ＰＡＮ－ＤＡＸ等一大批探測(cè)手段，“悟空”具有３個(gè)世界之最的先天優(yōu)勢(shì)：最高的能量分辨本領(lǐng)、最寬的觀測(cè)能段、最強(qiáng)的高能粒子鑒別本領(lǐng)，因此有望在暗物質(zhì)間接探測(cè)中取得重要成果。
“‘悟空’上天一年，已經(jīng)探測(cè)了１８億個(gè)粒子，高能ＴＥＶ以上一年的觀測(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng)于ＡＭＳ的５到１０年的數(shù)據(jù)總量?！背＿M(jìn)說(shuō)。
神秘物質(zhì)占據(jù)了宇宙總質(zhì)量的絕大部分，人類卻看不見(jiàn)。功夫最好的“悟空”能否徹底撥開(kāi)現(xiàn)代物理學(xué)頭頂?shù)臑踉?，讓人類真正了解肉眼之外，自己所處的真?shí)世界？
“我們的最新成果將在２０１７年初正式公布?！背＿M(jìn)說(shuō)。
科學(xué)界認(rèn)為，揭開(kāi)暗物質(zhì)之謎，將是繼哥白尼的日心說(shuō)、牛頓的萬(wàn)有引力定律、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論以及量子力學(xué)之后，人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的又一次重大飛躍。它可能讓人類更加深刻認(rèn)識(shí)，甚至顛覆人類對(duì)基本的物質(zhì)構(gòu)成的規(guī)律。
這就是“悟空”的使命！
