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【羊城晚报】中大师生参与寻找暗物质

稿件来源:羊城晚报2013-04-10第A05版 作者:林世宁 编辑:金凤 发布日期:2013-04-10 阅读量:

历时18年,由诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中主持的阿尔法磁谱仪(AMS)项目终于公布了第一个实验结果,发表在《物理评论快报》上,该项目有望对宇宙中究竟是否存在暗物质给出一个明确的结论。在这一举世瞩目的实验结果的作者名单中,有18位来自中山大学的师生(部分已毕业)。

“精密空调”由中大研制

阿尔法磁谱仪上有一个重要组件——径迹探测器,是磁谱仪上唯一能分辨电子正负极性的组件,它长近10米,对温度稳定性和均匀性的要求均极为苛刻,偏差不能超过±1℃,而最终伴随“进极探测器”升空的“精密空调”,正是由中山大学研制的。

中山大学空间技术中心主任何振辉教授是“空调”项目的负责人,他告诉记者,“空调”的全名是机械泵驱动两相流体回路散热(热控)系统,从阿尔法磁谱仪升空至今一直工作正常,在《物理评论快报》发表的文章中,还专门提到了这台“精密空调”。

何振辉说,虽然这套热控系统非常精密,但工作原理非常简单,类似于烧开水。水在一定条件下被加热时会沸腾蒸发,遇到锅盖等较冷的地方会重新凝结成水。而在中大研制的“空调”中,用高压的液体二氧化碳(CO2)代替水,流经发热的、温度高的电子元件时沸腾蒸发,带走热量;CO2的液体和蒸汽混合物流到低温的地方冷凝成液体,最后再经由机械泵的推送流回到负载继续蒸发,形成循环,学名叫做机械泵驱两相回路系统。

丁肇中在最近给中山大学许宁生校长的信中评价道:“AMS每天不间断地记录与采集数以亿计的数据信息。中山大学对AMS项目的研发和组装有着卓越的贡献,并一直支持AMS在轨道运行情况的监测以保证实验的顺利进行。”

据何振辉说,中山大学在阿尔法磁谱仪项目中取得的成就,绝不仅是署名的18名师生的功劳,到目前为止,中山大学先后共有23名教师和57名学生参与了该项目的工作,或参与前期热控系统的设计和测试,或参与后期的数据分析和重建,他们更多的成了幕后英雄。

参与整理数据250亿条

在从2011年5月19日至2012年12月10日的18个月的太空运行中,阿尔法磁谱仪共捕捉分析了250亿个初级宇宙射线事件,科学家们从中确认了680万个电子及正电子的事件,其中正电子事件40万个,这在科学史上也是首创。后期的数据处理,要还原每个电子的轨迹,并测算出其能量,这对于分析电子的来源至关重要,其重要性不亚于磁谱仪的研制。

中山大学物理科学与工程学院的博士生翁致力是中大18位署名作者之一,他有幸参与了数据处理工作,而国内能参与到这项工作的只有两人。这项常人看来非常枯燥的工作,翁致力却乐在其中,他说自己是幸运的,项目已经进行了18年,而到自己这里才真正有数据出来,相对于师兄师姐,自己更有成就感。

丁肇中对翁致力的评价非常高,“翁致力先生对AMS数据分析做出了重要的贡献。他与美国麻省理工学院的科学家合作并受到他们的重视,大家都肯定了他是多年来与我们合作的最优秀的中国青年科学家。”

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