安裝在空間站上的實(shí)驗儀器價(jià)值20億美元 據報道，這個(gè)史上最大的太空實(shí)驗儀器已經(jīng)記錄到了180億次宇宙射線(xiàn)事件，有助于科學(xué)家們打開(kāi)宇宙未解之迷。 這個(gè)數據比一個(gè)世紀以來(lái)人類(lèi)所記錄到的宇宙射線(xiàn)事件數還要多很多。 這臺阿爾法磁譜儀由歐洲核子研究委員會(huì )運營(yíng)，旨在探索暗物質(zhì)和反物質(zhì)。 宇航員們于2011年把這臺阿爾法磁譜儀安裝到太空站上，如今宇航員們在日內瓦的控制中心觀(guān)測，以了解它的運行情況。 太空飛行任務(wù)指揮官Mark Kelly向記者介紹稱(chēng)，阿爾法磁譜儀代表“國際空間站最頂端的科學(xué)”。 實(shí)驗捕獲到的宇宙射線(xiàn)中，有若干射線(xiàn)是人類(lèi)記錄到的能量最強的高能粒子射線(xiàn)。 Kelly參加的代號為STS134的飛行任務(wù)是奮進(jìn)號航天飛機的最后一次任務(wù)，此次飛行任務(wù)之后，奮進(jìn)號便從NASA的機隊中退休。 星期三，奮進(jìn)號的機組成員們前來(lái)參觀(guān)歐洲核子研究委員會(huì )的負載和運行控制中心。在這個(gè)中心，六名科學(xué)家負責全天24小時(shí)監視阿爾法磁譜儀的運行情況。
日內瓦的歐洲核子研究委員會(huì )在控制中心遠程控制阿爾法磁譜儀的運行 重達七噸的阿爾法磁譜儀 代理發(fā)言人Roberto Battiston對BBC的記者說(shuō)，能看到安裝阿爾法磁譜儀的宇航員來(lái)到本中心參觀(guān)，大家感覺(jué)非常高興。 “我們對這些宇航員心存感激，因為他們冒著(zhù)生命的風(fēng)險安裝了這臺儀器，而對我們來(lái)說(shuō)，用這臺儀器做實(shí)驗純粹是因為我們的興趣和好奇心�！� “我們對阿爾法磁譜儀抱有很大的期望，我們希望能利用它去發(fā)現新事物，因為宇航員們?yōu)榇嘶ㄙM了很多心血，我們就是一家人�！� 這臺價(jià)值20億美元、重達7噸的阿爾法磁譜儀是臺巨大的機器，機器中心有一塊專(zhuān)門(mén)設計的磁塊。磁塊能扭曲高能帶電粒子的運動(dòng)軌跡――宇宙射線(xiàn)，把射線(xiàn)導向一系列的感應器上，并由感應器分析這些粒子的來(lái)頭。 在地面上，人們建造了大型的粒子加速器，并讓粒子相互對撞，以模擬它們在宇宙中產(chǎn)生時(shí)的過(guò)程。 但是，任何地面上的粒子加速器都無(wú)法與宇宙的自然粒子加速器相比較――地球上的環(huán)境會(huì )吸收宇宙射線(xiàn)，因此科學(xué)們利用阿爾法磁譜儀去捕捉宇宙中“原汁原味”的粒子，以彌補大型強子對撞機在實(shí)驗上的不足。
Mark Kelly（中）說(shuō)，阿爾法磁譜儀是空間站上最重要的實(shí)驗器材 從科學(xué)研究的角度來(lái)講，賭注很大。阿爾法磁譜儀能夠發(fā)現神秘暗物質(zhì)的對撞結果，而暗物質(zhì)在巨大的宇宙中占據著(zhù)很大的空間。阿爾法磁譜儀能捕捉到名為“奇異夸克”的事物，甚至能解釋為什么我們所看到的宇宙，為何其絕大部分是由物質(zhì)而不是反物質(zhì)構成。 “要進(jìn)行35次以上的飛行任務(wù)――非常復雜的太空往返飛行――才能把令人不可思議的國際空間站建起來(lái)”。船長(cháng)Kelly介紹說(shuō)。 “阿爾法磁譜儀是國際空間站的最后一個(gè)部件，當我們把它安裝好的時(shí)候，國際空間站也就完整了。這的確代表了國際空間站上最頂端的科學(xué)水平。我認為，我們在空間站上進(jìn)行過(guò)的最重要的實(shí)驗就是通過(guò)它來(lái)完成的�！� 在十四個(gè)月的運行過(guò)程中，阿爾法磁譜儀記錄到180億次宇宙射線(xiàn)事件，這個(gè)數目比過(guò)去一個(gè)世紀內人類(lèi)記錄到的還要多。 但阿爾法磁譜儀是獨一無(wú)二的儀器，人們要花很長(cháng)時(shí)間才能了解它在幾百分之一秒鐘內看到的東西――而至今，科學(xué)團隊們僅僅分析了這些數據中的很小一部分。 17年前，來(lái)自麻省理工學(xué)院的諾貝爾獲獎?wù)叨≌刂薪淌诎l(fā)起了阿爾法磁譜儀的項目，后來(lái)遇到不少挫折，且還面臨預算問(wèn)題，這個(gè)項目幾乎擱淺――直至美國國會(huì )通過(guò)了一個(gè)法案才使此項目得以繼續，太空飛船也才開(kāi)始不定期往太空運送材料。 科學(xué)團隊已經(jīng)注意到一種超高能正電子，即等量的反物質(zhì)――9萬(wàn)億電子伏的原子核――這比大型強子對撞機能夠制造的粒子能量還要高。 但丁肇中教授行事謹慎，有系統地開(kāi)展工作，并不急于宣布任何發(fā)現。 “我跟我的同事說(shuō)，在接下來(lái)的40至50年中，沒(méi)有人會(huì )愚蠢到重復我的實(shí)驗。難度太大了�！倍≌刂薪淌趯BC記者說(shuō)。 “因此，我們發(fā)布的報告將會(huì )極其的重要，我們不能出現差池。否則我們將會(huì )誤導未來(lái)的物理學(xué)，而人們沒(méi)有辦法驗證我們的對錯�！�
Transition Radiation Detector（穿越輻射探測器）能檢測高能粒子的速度。 Silicon Trackers （硅追蹤器）可以追蹤粒子的運動(dòng)軌跡。運動(dòng)軌跡的彎曲程度決定于粒子的電荷。 Permanent Magnet （永磁鐵）是阿爾法磁譜儀最核心部件，它可以令粒子軌跡彎曲。 Time-of-flight Counters （飛行時(shí)間計算器）可計算低能粒子的速度。 Star Trackers （星體追蹤器）能夠掃描星域，以決定阿爾法磁譜儀在太空中的朝向。 Cerenkov Detector（切侖科夫探測器） 能精確計算快速通過(guò)的粒子速度。 Electromagnetic Calorimeter（電磁量能器）計算影響粒子運行所需的能量。 Anti-coincidence Counter （符合計數器）將干擾粒子過(guò)濾出去。 尋找答案 STS-134飛行任務(wù)的專(zhuān)家Greg Chamitoff對BBC的記者說(shuō)，能與阿爾法磁譜儀的團隊合作，他感到很高興。 “如果他們發(fā)現了反物質(zhì)——哪怕只是一個(gè)——那將是偉大的發(fā)現，因為他們同時(shí)會(huì )知道反物質(zhì)的來(lái)源方向，他們或許可以說(shuō)‘那一邊的星系就是一個(gè)反物質(zhì)的銀河系’�！� “我們從阿爾法磁譜儀的發(fā)現里分析到的結果，將可以轉化成我們對這個(gè)宇宙的認識，我們將了解宇宙中存在著(zhù)什么�！� 宇航員們由妻子陪同參觀(guān)，包括STS-134飛行任務(wù)的指揮官Mark Kelly的妻子——亞利桑那州的國會(huì )議員Gabrielle Giffords。此次參觀(guān)歐洲核子研究委員會(huì )是她槍擊受傷恢復后的首次國外旅行，在他丈夫執行飛行任務(wù)的幾個(gè)月前，她在家鄉遭遇了槍擊案。 歐洲核子研究委員會(huì )的研究主管Sergio Bertolucci對參觀(guān)者的來(lái)訪(fǎng)表示歡迎，他在致詞中說(shuō)：“我們不會(huì )只在一個(gè)地方發(fā)現我們需要的答案�！� “阿爾法磁譜儀確實(shí)能像大型強子對撞機一樣解決一些問(wèn)題，我覺(jué)得這樣很好。在這個(gè)領(lǐng)域我們不能太過(guò)專(zhuān)一，因為為了我們所尋找的答案……需要更多的不同的投入�！彼麑BC記者說(shuō)。 “畢竟，我們是在試圖解釋?zhuān)簽槭裁从钪鏁?huì )是這樣�！� 丁肇中教授堅持拒絕透露他所期望的發(fā)現是什么，而科學(xué)團隊們正對手頭上的大量數據進(jìn)行緊張的分析。 他認為，可能我們無(wú)法感知未來(lái)的發(fā)現。 “你可以回望一下上世紀后半段的粒子物理學(xué)�！� “在上世紀60年代，科學(xué)家們在歐洲核子研究委員會(huì )和美國布魯克海文建立大型的加速器，以研究核。在歐洲核子研究委員會(huì )，他們發(fā)現了中性流；在美國布魯克海文，他們發(fā)現了兩種中微子、電荷宇稱(chēng)不守恒和J粒子。這三個(gè)發(fā)現都獲得了諾貝爾獎。在費米加速器實(shí)驗室，科學(xué)家的初衷是研究微中子物理，而他們發(fā)現了第五種和第六種夸克�！� “當人們建立了一個(gè)新的儀器，你會(huì )問(wèn)最好的科學(xué)家，問(wèn)他們將會(huì )發(fā)現什么。但科學(xué)家們通過(guò)這些精密儀器所發(fā)現的東西往往與他們的初衷毫無(wú)關(guān)系。 來(lái)源：網(wǎng)易探索 |
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