Este é um "macaco" diligente que voa ao redor do globo 15 voltas por dia, mais de 40.000 quilômetros em círculo. Um dia, mais de 600 mil quilômetros voam pelas nuvens. Este é um "macaco" Ele é o sonho chinês da ciência espacial e capta o misterioso "fantasma" no universo ilimitado - matéria escura
Em 27 de novembro, depois de mais de 700 dias de esgoto do satélite de exploração de partículas de matéria escura "Goku", o Dark Matter Satellite Group anunciou que "Goku" obteve o espectro de energia mais preciso dos raios cósmicos de elétrons TeV no mundo no presente e mediu diretamente o espectro de energia em 1 TeV (1 trilhão de elétrons volts) no ponto de inflexão.
O cientista-chefe do satélite "Goku", Chang Jin, vice-diretor do Observatório da Montanha Roxa da Academia Chinesa de Ciências, apresentou as conquistas científicas do satélite de detecção de partículas de matéria escura.
Embora ainda não saibamos o que esses resultados representam, esses resultados estão além da nossa expectativa e podem mudar a forma como pensamos no universo ". Inch, diretor de ciência da China, disse:" Para cientistas, Isso pode significar um novo fenômeno astronômico, é claro, também pode ser o sinal da matéria escura.
Esquisito cósmico, matéria escura
Desvendar o mistério da matéria escura será um avanço revolucionário na física
Olhando para o céu brilhante, desconhecido para sempre. Se você compara a física moderna e a astronomia do século 21 com um "céu claro", a matéria escura ea energia escura são duas nuvens escuras no céu.
Na década de 1930, o astrônomo suíço Fritz Zweigji, que primeiro propôs o conceito de matéria escura, descobriu que os movimentos galácticos em grandes grupos de galáxias eram muito rápidos, mas as forças gravitacionais diretas no cluster de galáxias estavam longe de ser suficientes para reunir galáxias individuais Juntos, ele acredita que, além do material visível no universo, ainda deve haver um "material invisível" - uma matéria escura.
A última observação cosmológica mostra que o universo é mais como uma torta de três partes, representando apenas 4,9% das substâncias comuns que os seres humanos estão familiarizados (isto é, o que o modelo padrão de física de partículas pode explicar) e os restantes 95% Matéria escura clara (26,8%) e energia escura (68,3%).
O que é exatamente uma matéria escura? Uma palavra "escura" é uma substância que é essencialmente "invisível". Esse invisível não quer dizer que seja invisível a olho nu na banda de ondas visíveis, mas mesmo que faça "dezoito artes marciais" No passado, qualquer meio de detecção bem conhecido, como raios infravermelhos, raios ultravioleta, raios-X, etc., não pode vê-lo. O motivo é simples: não reflete luz ou emite ondas eletromagnéticas e é tão misterioso como um fantasma.
Embora veio e foi sem deixar vestígios, mas os cientistas acreditam, revelar o mistério da matéria escura, estará seguindo digamos heliocêntrica de Copérnico, lei da gravidade de Newton, a teoria da relatividade ea mecânica quântica de Einstein depois, outra física revolucionária Destaque. Naquele tempo, a humanidade terá uma compreensão mais profunda das questões básicas de material, espaço-tempo e origem do universo.
Como capturar esse "fantasma" escondido na escuridão do universo? Atualmente, os cientistas usam principalmente três métodos de detecção, detecção direta, detecção indireta e detecção de colisões.
A detecção direta, ou seja, a detecção do sinal gerado pela colisão de partículas de matéria escura e núcleos comuns, nosso laboratório subterrâneo de Sichuan Jinping é tomar este método para detectar a detecção de colisões de matéria escura, ou seja, acelerando as duas colisões de partículas de alta energia no acelerador para as partículas de matéria escura Tal como o Large Hadron Collider no European Nuclear Center ". Detecção indireta, que é detectar partículas invisíveis da matéria escura, detectando as partículas visíveis (partículas comuns) geradas pela aniquilação de partículas de matéria escura." Satélite de matéria escura " Goku 'pertence a esta categoria.
A matéria escura O engenheiro vice aplicação científica, o Observatório da Montanha Púrpura em uma gama de pesquisadores dizem que, se duas partículas de matéria escura colidem e aniquilam, pode produzir facilmente detectar par de alta energia elétron-pósitron, raios gama de alta energia, protão ou protões trans e outros raios cósmicos de alta energia. Se podemos medir com precisão o espectro de energia dessas partículas, eles podem encontrar pistas sobre a existência da matéria escura, indiretamente provar a existência da matéria escura.
Core 'missão' macaco 'é encontrar os raios cósmicos e radiação gama em evidência para a existência de partículas de matéria escura, e a pesquisa astrofísica.', Disse o presidente CAS Bai Chunli.
Exploração "atraente" do espaço
Goku carrega a pesada responsabilidade de descobrir matéria escura
Como a "Jornada para o Ocidente", o monge salvou Sun Wukong dos Cinco Dedos e lhe deu uma nova vida. Na realidade, o nascimento de "Wukong" também é inseparável de uma pessoa. Ele é o principal cientista do Dark Matter Satellite, vice-diretor do Observatório da Montanha Roxa Chang Jin.
Há mais de 10 anos, Chang participou de um experimento de balão de longo período nos Estados Unidos para observar elétrons de alta energia. Nessa experiência, eles encontraram um fenômeno estranho: o fluxo de elétrons de alta energia excedeu significativamente o modelo na faixa de energia de 300 bilhões a 800 bilhões de elétrons volts Tráfego estimado.
Esses elétrons de alta energia desconhecidos no final não são gerados pela aniquilação de "evidências" de partículas de matéria escura, ou de alguns corpos celestes, como pulsares (isto é, estrelas de nêutrons rotativas), restos de supernova, etc. Esta foi a comunidade científica causou um alvoroço, Poucos dados relevantes, a confiança não é alta, muitas vezes não pode ser determinada, mas essa descoberta o fez sonhar: "Se eu puder fazer um detector maior e colocá-lo no satélite, talvez Podemos avaliar se este é um elétron de alta energia produzido pela aniquilação da matéria escura.
Assim, em 17 de dezembro de 2015, o "Goku", que traz a tarefa de encontrar matéria escura, disparou e, de acordo com Fan Yi-chung, no espaço fora da atmosfera da Terra, apesar de sua magreza, alguns As partículas de alta energia, principalmente prótons, núcleos de hélio, etc., também contêm uma pequena quantidade de elétrons. Os pares de elétrons positivos e negativos gerados durante a aniquilação da matéria escura são susceptíveis de gerar alguns sinais especiais no espectro total de energia dos raios cósmicos. É o principal objetivo científico de 'Wukong'.
'' Macaco 'por satélite utiliza para distinguir tipos de partículas de novas tecnologias e métodos para detectar Observatório da Montanha Púrpura, da Academia Chinesa de pesquisadores independentes propostas para a realização tipo acessível de elétrons energéticos observados, raios gama.' Wu Ji, diretor do Space Science Centre National Academy Disse.
Este é realmente um grande avanço. Espectrômetro Magnético Alfa para No. 2 como um exemplo, embora possa ser uma longa observação, mas o alto custo, custam cerca de US $ 2 bilhões. Por outro lado, custa cerca de 700 milhões de yuans de 'macaco' para Mais acessível.
Claro, podemos ver claramente que o quase-potencial é o maior "ponto de venda" de "Goku". Como a maior gama de energia observada do mundo, a melhor resolução de energia e a capacidade de identificar os satélites de partículas de partículas mais poderosos, 'Goku 'Consiste em uma plataforma de satélite e quatro cargas úteis, nomeadamente um detector de matriz de flash de plástico, um detector de matriz de silício, um medidor de energia BGO e um detector de neutrões, todos os quais formam um telescópio de partículas de alta energia com a energia observável mais alta, sendo a ISS' Alpha Magnetic '10 vezes a resolução de energia de mais de 3 vezes maior do que detectores internacionais similares.
Qual é o conceito? Muitas vezes chamado de analogia, como olhar para cima para ver jogador de basquete de dois metros de altura, não só para ver suas células do corpo, você também pode ver a distribuição de plaquetas no interior.
Nova janela de observações cósmicas
A faixa eletrônica de medição de energia de raios cósmicos da Goku aumentou significativamente
"O desempenho é impecável!" Wu Ji estava um pouco animado com os mais de 700 dias de 'Goku' viajando no espaço, dizendo que o satélite orbital estava em órbita há quase dois anos e, até agora, o desempenho de todos os detectores foi o mesmo que o lançado, Mantenha o status completo, não há desperdício no céu por um minuto.
Com uma média de 60 partículas de alta energia por segundo e 5 milhões de partículas de alta energia por dia, Goku patrulha ao redor do tempo, coletando cerca de 2,8 bilhões de raios cósmicos de alta energia, incluindo cerca de 1,5 milhão nos primeiros 530 dias de operação orbital Com base nesses dados, os pesquisadores obtiveram com sucesso os resultados de detecção de raios cósmicos eletrônicos TeV mais precisos do mundo no presente, e os resultados foram divulgados em 30 de novembro deste ano (horário de Pequim) Publicado na revista mundial "Nature", revista mundial.
Chang Jin disse ao Economic Daily que, em comparação com os resultados anteriores, a faixa de medição de energia de "raios e-cósmicos" de "Goku" aumentou significativamente do que o equipamento de exploração espacial estrangeira e expandiu a janela de observação humana do universo. Anteriormente, ninguém acima de TeV Observado com precisão no céu Ao mesmo tempo, a "pureza" medida dos elétrons TeV é maior (ou seja, a menor quantidade de prótons são misturados) e o espectro de energia tem um alto grau de precisão.
Ainda mais surpreendente é que, pela primeira vez, Goku mediu diretamente a inflexão do espectro de raios cósmicos de elétrons em 1 TeV: o espectro de energia cai relativamente suave abaixo de 0,9 TEV, enquanto a inclinação é muito maior.
"Embora os testes de terra anteriores alegassem que o ponto de inflexão foi encontrado, o erro de dados foi tão grande que o satélite Fermi não viu esta inflexão no início deste ano." O Goku "mediu diretamente essa inflexão." Fan Yizhong explicou que, se a matéria negra A aniquilação direta para pares de elétrons positivos e negativos resulta em um corte muito íngreme no espectro, enquanto modelos astronômicos, como o pulsar, fornecem espectros de energia muito suaves, por isso é fundamental medir com precisão o espectro de energia acima de 1 TeV.
"Essa inflexão reflete a capacidade de aceleração típica de fontes de radiação eletrônica de alta energia no universo, cujo comportamento descendente preciso desempenha um papel fundamental na determinação de se a matéria escura é emitida por raios cósmicos com energias inferiores a 1 TeV".
Para a surpresa de Chang et al., Parece haver uma estrutura semelhante a uma espira em 1,4 TeV, disse Fan. Atualmente, o Goku apenas coleta mais de um ano de dados e requer dois a três anos de dados Esta estrutura de espiga é mais específica quanto à questão da matéria escura ou mesmo de dados mais detalhados, e sua tarefa agora é esperar até que Goku tenha coletado mais dados, além de aprofundar a análise.
Como disse o grande escritor de ficção científica Isaac Asimov, a palavra mais emocionante que pode ser ouvida no inquérito científico, a frase que precede a mais nova descoberta mais importante, não é Rica, eu achei! "Mas" bem, é estranho! "
Estamos ansiosos para ver o 'Wukong' perfurar o céu e usar o seu olho dourado para afastar a nuvem de escuridão no céu e nos dar um universo mais claro.
Fonte: Economic Autor diária: Shen Hui
