华裔科学家丁肇中及团队发现罕见电子可能首次证明暗物质存在

它无所不在,却又无迹可寻。没有它就没有我们的宇宙,更谈不上今天的人类。它就是暗物质,一个让物理学界追寻半个多世纪的谜。

据英国《卫报》4月3日报道,诺贝尔奖得主、美籍华裔物理学家丁肇中所在团队首次对外公布了阿尔法磁谱仪(AMS)项目的研究结果。他们发现了迄今为止最有说服力的证据来证明暗物质的存在。

或解决物理学多年难题

暗物质是广泛存在于宇宙中的人类无法看到的物质,它们占据了宇宙约25%,而人类所认知的部分大概只占宇宙的5%。暗物质被描述为宇宙万物黏合在一起的“胶水”。由于人类还没有研制出能够发现暗物质的设备,所以尽管科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设,但迄今为止还没有得到充分的证明。

最新研究成果是安装在国际空间站上的价值20亿美元的阿尔法磁谱仪发现的。该设备是目前灵敏度最高,也是最复杂、最昂贵的一台暗物质探测设备。它代表了当今科学实验的最高技术手段,由16个国家和地区的600余名科学家历时近18年完成。

据悉,负责AMS的团队并没有直接对暗物质进行定位,而是在宇宙中寻找暗物质粒子在高速相撞后产生的残碎物,这与当年欧洲核子研究中心的阿特拉斯团队发现希格斯玻色子(上帝粒子)的间接方法类似。

寻找暗物质粒子、研究暗能量的物理本质、探索宇宙起源及演化的奥秘、结合粒子物理和宇宙学的研究已成为21世纪天文学和物理学发展的一个重要趋势。诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出:“暗物质是笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云,它将预示着物理学的又一次革命。”美国《科学》杂志2012年选出8大宇宙未解之谜,其中就包括暗物质。

中科院理论物理研究所研究员李淼说:“暗物质的应用价值暂时谈不上,但起码解决了一个多年的谜题。通过万有引力很难解释一些物理现象,太阳系或者银河系为何能维持现在的状态,光靠可见物质的引力是无法解释的,但在暗物质的假设模型里就可以解释。”

有望获得诺贝尔物理学奖

据了解,阿尔法磁谱仪在2011年5月到2012年12月的运转期间,记录下了250亿个宇宙射线事件;并且在这些宇宙射线中发现了高能的正电子。这些正电子的能量在5亿到350亿电子伏特之间。

丁肇中教授说:“这种正电子产生有两个可能,一个可能是暗物质对撞产生正电子,另一个可能是可能有未知的天文现象。现在我们知道的是,有一个新的现象出现了:大量的正电子被发现了,能量非常非常高。到底怎么来的可能还要花一段时间,看看明年、后年,慢慢才会知道。”

暗物质理论权威人物、芝加哥大学的迈克尔·特纳教授也认为AMS的研究数据显示出暗物质存在的可能性,但还需要进一步实验确定。

暗物质是否存在这一课题已经困扰了研究人员半个多世纪,而目前的最新研究成果有可能让暗物质的研究柳暗花明。山东大学程林教授参与了AMS项目。他希望,合作伙伴有机会通过这个项目获得诺贝尔物理学奖。“工作18年后,这是AMS项目给大家的一个交待,是标志性的成绩,相信会有越来越多的论文发表,也许不会再等待18年,也许18个月就有新成果发布。”程林说。

文章来源:http://www.hz1188.com/news/guona/2013/0405/40490.html