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      【新華日報】南京紫金山天文臺守望“悟空” 期待暗物質(zhì)發(fā)現

        春節前夕,記者走進(jìn)南京紫金山天文臺。

        這里的一間間辦公室外表看起來(lái)毫不起眼,但仔細一看門(mén)牌卻是那么地高大上:“宇宙伽馬暴、中子星及相關(guān)物理研究團組”“太陽(yáng)高能及相關(guān)物理過(guò)程研究團組”“暗物質(zhì)理論組”……當然,名氣最大的還是“中國科學(xué)院暗物質(zhì)與空間天文重點(diǎn)實(shí)驗室”,對,這就是習近平總書(shū)記多次講話(huà)提及的“悟空”暗物質(zhì)探測衛星團隊。

        走進(jìn)監控大廳,迎面而來(lái)的就是寫(xiě)有“精心設計 嚴格要求 齊心協(xié)作 嚴保質(zhì)量”的橫幅,紫金山天文臺副臺長(cháng)、暗物質(zhì)粒子探測衛星首席科學(xué)家常進(jìn)研究員和范一中研究員正在操作計算機對接收的數據進(jìn)行研判和分析。

        “過(guò)去的一年,那只‘猴子’沒(méi)有讓我們失望。”常進(jìn)言簡(jiǎn)意賅地總結2018。“截至2018年年底,中科院紫金山天文臺研發(fā)的我國第一顆暗物質(zhì)粒子探測衛星‘悟空’號已繞地球飛行了16597圈,探測宇宙粒子55億個(gè)。”他告訴記者,相同時(shí)間內,它積累的TeV以上的觀(guān)測數據相當于國際空間站上的日本量能器型電子望遠鏡和阿爾法磁譜儀實(shí)驗的5倍以上,意味著(zhù)完成了其他“同行”至少10年的工作量。

        春節到了,那只“猴子”依舊忙忙碌碌,奔跑在500公里高的太陽(yáng)同步軌道上,為全人類(lèi)肩負尋找暗物質(zhì)、探索新物理的重任。每天清晨和傍晚,“悟空”都會(huì )路過(guò)中國上空,位于密云、喀什、三亞的三個(gè)數據接收點(diǎn)啟動(dòng)程序,接收它回傳的約16G數據,再通過(guò)北京的國家空間科學(xué)中心,把數據整理“對齊”之后發(fā)給紫金山天文臺。而常進(jìn)帶領(lǐng)的團隊就是要從日積月累的海量數據中分析出有價(jià)值的科學(xué)成果。

        “關(guān)鍵數據還在持續積累,讓‘悟空’延長(cháng)服役是一切研究的基礎。”常進(jìn)說(shuō),過(guò)去的一年,他和他的團隊最主要的科研,還是圍繞“悟空”號進(jìn)行的,它從遙遠宇宙傳來(lái)的大量數據、新奇發(fā)現,都被科學(xué)家們所珍視,團隊通過(guò)這些訊息,尋找和印證“暗物質(zhì)”的蛛絲馬跡。“我們希望到2019年末,‘悟空’的‘火眼金睛’能成功探測到300個(gè)‘奇異’電子,這將為理論家們提供足夠的數據來(lái)研究‘奇異’電子的本質(zhì)。如果真的與暗物質(zhì)相關(guān),那將是一項殊榮。”常進(jìn)說(shuō),“年后,我們將發(fā)布有關(guān)宇宙高能粒子的最新觀(guān)測成果,這對研究宇宙線(xiàn)的起源,有重大意義。”

        2017年度中國科學(xué)院青年科學(xué)家獎得主、“暗物質(zhì)間接探測的相關(guān)物理研究團組”首席科學(xué)家范一中研究員告訴記者,“三年過(guò)去了,‘悟空’號探測器的狀況跟發(fā)射之初幾乎一模一樣,這非常難得,說(shuō)明探測器的設計理念和工程制作都很過(guò)硬。”因表現出色、運行穩定,設計壽命三年的“悟空”被要求延時(shí)“退役”,再工作兩年,這也讓整個(gè)項目的性?xún)r(jià)比進(jìn)一步提升。“悟空”號項目,衛星加上探測器花了8個(gè)億人民幣,看起來(lái)不是小數字。但如果橫向比較,丁肇中先生領(lǐng)銜的一個(gè)項目耗資20億美元,美國的一顆同類(lèi)型衛星也花了7億美元。

        當然,活潑勤懇的“悟空”也曾打過(guò)一次小盹,讓“師父”們著(zhù)實(shí)擔心了一回。去年2月,研究員發(fā)現,“悟空”反常“怠惰”,接收到的數據量驟然銳減。“悟空”號每天僅運行成本就要70萬(wàn)元,關(guān)機一天的損失相當于一輛豪華轎車(chē)。在通過(guò)對載荷參數的反復核查后,專(zhuān)家們判斷“悟空”號很可能是被太空中的粒子擊中,致程序寄存器反轉,探測器出于自我保護降低了局部的電壓……摸清病癥之后,“悟空”團隊在它再次經(jīng)過(guò)中國上空時(shí)發(fā)出指令準確重啟,這只打盹19小時(shí)的“猴子”瞬間又活潑起來(lái)。

        暗物質(zhì)和暗能量被視為現代物理學(xué)和天文學(xué)的“兩朵烏云”,業(yè)內認為,揭開(kāi)暗物質(zhì)之謎將是繼日心說(shuō)、萬(wàn)有引力定律、相對論及量子力學(xué)之后的又一次重大飛躍。雖然,“悟空”團隊的日常工作看起來(lái)不夠戲劇化,也缺少記者們所喜歡的“現場(chǎng)畫(huà)面感”,但重大成果需要科學(xué)家們坐得住“冷板凳”, “悟空”號傳回的數據每天都需要有人接收并且分析。為了讓團隊里的年輕人能過(guò)個(gè)好年,過(guò)去3年,從臘月三十到大年初二,獨自一人值班收集數據成了常進(jìn)的“保留節目”。

        常進(jìn)團隊的主體是“80后”,2015年“悟空”號發(fā)射成功的慶祝合影上,很多人還稚氣未脫。這些仰望星空的年輕人,同樣要面對生活中的柴米油鹽,他們的成長(cháng)讓范一中很感慨:“就像總書(shū)記說(shuō)的,奮斗本身就是一種幸福。年輕人只要奮斗,就會(huì )有前途、有出路。”中科大少年班畢業(yè)生李翔,雖然剛過(guò)而立之年,已經(jīng)成為整個(gè)團隊中數據處理領(lǐng)域僅次于常進(jìn)的專(zhuān)家。

        “悟空”團隊已經(jīng)把眼光投向遠方,太陽(yáng)衛星已經(jīng)得到國家的正式支持,團隊還在為下一顆暗物質(zhì)衛星的發(fā)射做準備。范一中告訴記者:設計中的“悟空二號”,收集到的有效數據量將是“悟空”號的十倍!

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