诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中主持的大型粒子物理实验——阿尔法磁谱仪（AMS）实验组于今年4月5日在《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表了第一个物理研究结果，使人类对宇宙中暗物质的认识更进了一步。鲜为人知的是，广东科学家参与了这项国际重大科学工程，并在其中作出了重要贡献。
笔者昨日获悉，最近发表的这篇论文作者中，就包含了18名中山大学参加AMS计划的师生。参与实验的中大师生对南方日报记者表示，未来几年内，丁肇中教授及AMS团队极有可能找到证明暗物质存在的重要依据。
阶段性成果
对前所未有的680万个电子精密计算
阿尔法磁谱仪（AMS）是已有在太空中运行的最强有力、最精确和最灵敏的粒子谱仪。2011年5月16日，美国“奋进”号航天飞机最后一次任务是将“阿尔法磁谱仪2”送至国际空间站，其主要任务之一就是寻找宇宙中的暗物质。
据了解，在宇宙的构成中，人类已知的物质仅占4%左右，而暗物质几乎是已知物质的6倍，但科学家一直未找到它存在的证据。
安装在国际空间站（ISS）外部的AMS自2011年5月19日开始工作至今，已观测超过300亿个宇宙射线，其能量高达数兆（1012）电子伏特的能谱。它的永久磁铁及串联在一起的数个精密粒子探测器收集并分辨由外层空间穿过AMS的带电宇宙射线。AMS将在ISS上长期观测，预计每年记录160亿个宇宙射线事件并传送到地面由AMS实验组分析。
据参与AMS实验组的中山大学物理科学与工程技术学院教授何振辉介绍，AMS升空后的一年半中分析了250亿个初级宇宙射线事件。“其中我们确认了数量上前所未有的（680万个）电子及其反粒子——正电子的事件。”何振辉说，第一篇论文即是对这680万个粒子在5亿至3500亿电子伏特能量范围的精密研究结果。
“我们得到的结果，与暗物质粒子相碰撞会相互破坏并产生正电子的理论相吻合。”但何振辉表示，这并不能完全从理论上证明暗物质的存在，还需要积累更多的数据来研究——目前报道的数据量只相当于预期收集总数据量的1/10。
计算天文数字
1000个CPU要连续运算一个月
阿尔法磁谱仪（AMS）实验是一项国际重大科学工程，目前已吸引了超过16个国家和地区的500多名科学家参与。中山大学自2003年开始参与其中，并承担了该项目的关键技术部分。中大还是国内唯一一家从事实验数据分析、物理研究工作的大学。
“数据重建和AMS建造一样重要。”参与论文数据重建和分析工作的中山大学博士翁致力说，暗物质到底存不存在，要分析完数据才能知道。AMS的数据分析由2个独立的团队进行。每个团队都包括了许多国家的科学家，互相“挑错”，最终达成一致，确保结果的正确。
翁致力是中山大学物理科学与工程技术学院2010级博士生。中大先后派出3个博士生参与AMS实验组，而翁致力是与丁肇中团队合作做AMS数据分析的第一个博士。2009年，当翁致力还在读硕士时，他就被选派到在日内瓦欧洲核子研究组织的AMS运行中心参与值班。
250亿个事件、680万个电子，这些让人一看就“头大”的数字，如何计算分析？“这并不是件轻松的事。”翁致力打了一个形象的比喻：要计算这18个月的数据，大概需要1000个CPU为2.4GHz的台式机连续不间断地运行一个月。光整个分析就持续了1年。
翁致力说，在日内瓦的工作生活是相当紧张和枯燥的。“丁肇中先生非常严格，绝对不允许实验出现哪怕一丁点儿错误。”除了此之外，最紧张的还是要和时间赛跑：如果结果做不出来，就博士毕业不了。
不过，幸运的是，AMS第一个实验成果终于在最近发表了。翁致力也得以赶回中大做博士答辩。
高 度评价
丁肇中致信中大赞扬卓越贡献
中大党委副书记李萍全程见证了中大参与AMS实验全过程。她说，事实上，中大有近70位老师、学生参与到AMS建设中。其中作出主要贡献的有30人，包括论文作者中的18位师生。
中山大学参与该项目的关键技术部分，并在世界上首次研制出AMS上最主要的散热装置——轨迹探测器热控系统，用于在复杂的空间环境中保持轨迹探测器温度分布均匀、稳定的热环境。李萍说，通过参与磁谱仪项目，中山大学学习和积累了丰富的大型国际合作项目研发和管理经验，锻炼和培养了承担国际最高水平研究项目的整体能力。这期间，中大在国内外期刊上发表相关论文21篇，会议论文20篇。
近日，丁肇中先生还专门致信中山大学校长许宁生，高度评价中大作出的重要贡献。“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。”丁肇中表示，AMS的第一篇论文已于2013年4月5日公开发表，受到各国科学家、媒体的重视，“中山大学对AMS实验的成功作出重要的贡献”。
翁致力告诉笔者，中国科研人员还将继续进行数据分析和物理研究，虽然最终揭晓暗物质存在之谜还需要数年时间，但这一成果无疑对物理学的发展意义重大。
