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霍格沃茨的单身诅咒:暗物质卫星“悟空”首席科学家常进的20年求索

编辑:厦门在线新闻网 www.xmcjy.com 时间:2017-12-01 06:35 人气:
霍格沃茨的单身诅咒: “搭便车”的历史偶遇——暗物质卫星“悟空”首席科学家常进的20年求索---2017年11月30日,《自然》发表了悟空的首批重要成果。“沙漠”之外的“风光旖旎”,被
霍格沃茨的单身诅咒:

  新华社北京11月30日电 题:“搭便车”的历史偶遇——暗物质卫星“悟空”首席科学家常进的20年求索

  新华社记者 陈芳 蒋芳 董瑞丰

  2017年11月30日,《自然》发表了悟空的首批重要成果。“沙漠”之外的“风光旖旎”,被中国人一角。中科院院长白春礼说,中国科学家已经从自然科学前沿重大发觉和理论的学习者、继承者、围观者,逐渐走到舞台中央。

  “搭便车”迈出第一步

  如今在网络上搜索常进的名字,暗物质是排第一的关联词。其实,二者相遇颇为巧合。

  从中国科大近代物理系毕业后,常进在位于南京市的紫金山天文台研究了二十多年的宇宙高能电子、高能伽马射线。然而,高能粒子并不像名字听起来那样“高能”,因流量太弱唯有高性能探测器才有机会观测它们。

  20年前,我国在该领域的研究几近荒漠。常进想要走出“沙漠”,宛若只剩下“搭便车”一条路。

  1997年,美国宇航局在南极开展了一个名为“ATIC”(先进薄电离量能器)的气球探空项目,用来观测宇宙线。远在中国的常进研究发觉,“ATIC”只观测宇宙线?太白费了!

  “我直接给项目首席发邮件提建议。一开始美国人看不起我,我就用了一年多反复验算、证明,说服他们。运气很好,气球放上天就发觉了高能段的流量‘超出’。”如今说起这段往事,常进有些轻描淡写。

  常进的师弟,也是“悟空”的科学应用系统总设计师伍健却至今还会感慨:“很多人说他运气好,一下就找到了捷径。但很少有人去想,一个中国普通研究员,不出一分钱的探测器,如何打动了一个国外主导的项目。”

  2000年底,重达两吨的ATIC观测设备在南极升空,并在离地面37公里的高空完成了人类对高能电子的首次成功观测。依靠常进的建议,得到了该项目最有价值的发觉:“超”——高能电子流量在3000-8000亿电子伏特能量区间超出理论模型的估计流量。

  2008年11月20日,以常进作为第一作者的论文《宇宙电子在3000-8000亿电子伏特能量区间发觉“超”》发表在《自然》上。这是科学家第一次发觉宇宙高能电子独特,使得人们认识到探测高能电子意义重大。

  “气球试验是我进入这个领域最关键的一步。”常进表示,虽然与空间卫星相比,气球试验观测结果精度不是很高,本底也宽广,但关键的是找到了一种观测高能电子和伽马射线的容易办法,不需要特别昂贵的探测器,国内也可以干。

  “天上不会掉馅饼”

  在“悟空”首批成果发布会上,媒体记者追问:“常首席,悟空的这些成果分别发觉于什么时光?能具体给捋一捋时光线吗?”常进犹豫了一会儿说:“就是没日没夜地干,真记不清了。”

  中国科学院空间科学与应用研究中心主任吴季却还记得,12年前,在一台DOS系统的电脑屏幕前,年轻的常进向他展示“超出”图像时激动的表情。“他跟我说,假设我能做一个更大的探测器放在空间,一定能发觉了不起的风景。”

  在紫金山天文台暗物质卫星实验室,暗物质卫星的图文张贴在过道的墙上,常进每天上班下班都要看上几遍。“撸起袖子加油干,天上不会掉馅饼。”常进说,这句话就是他的座右铭。

  ——从南极发觉的数据存在“独特”,到2008年发出论文,常进经历了7年无休无止的数据分析。

  ATIC是一个气球试验,相比立即的空间设备,太容易了,加上原初的科学目标根本不是电子,用来观测高能电子存在许多问题,困难宽广。“那些未解之谜整天在脑子里抓着、挠着,他根本就不休息。”常进的夫人是脑科医生,一度发觉自己的丈夫神情恍惚,嘴里总在嘀咕,蓦地之间说有了一个新的“idea”,,然后现在跑到实验室编一个程序来演算。

  ——从找到暗物质探测的“钥匙”,到2015年底“悟空”发射成功,又是10年百折不挠的技术攻关。

  悟空团队骨干郭建华说还记得为卫星奔波的几年,常进带领大家不断攻关创新,找到了最经济适用的技术路线。对比来看,“悟空”的研制费用仅是美国FERMI望远镜和阿尔法磁谱仪的1/7和1/20。

  悟空团队骨干胡一鸣说:“他总是反复强调,我们是和世界上最厉害的一帮人竞争,我们比他们聪明?不可能。只有肯吃苦,比他们多花几倍的时光和精力,也许还有一点机会。”

  ——此后的进度被按下了“快进键”,“悟空”从正常运转到取得首批成果,只用了不到2年。

  早上醒来先看前一天卫星数据的总结报告,每晚看完当天已下载数据分析才能入眠。“我出生在江苏泰兴一个普通的农民家庭,父亲在世时一年大概能挣两三万元,而一颗卫星的造价则是7亿元。”常进说,空间试验没有任何改正错误的机会,一个狭窄的错误都可能造成卫星失败,几百人多年的努力就浪费了,所以我们每个人必须对得起国家的这份信任与支持,对得起团队多年的努力,仔细负责地干好自己的事情。

  科学探索有苦,但更多的是乐趣

  年轻时就爱琢磨宇宙的常进经常会提及爱因斯坦的一句话:宇宙中最不可理解的事,是宇宙居然是可以理解的。但他随即又加了后半句:“宇宙立即照旧是不可理解的。”

  “悟空”的首批成果表明,“沙漠”之外还有风光旖旎。暗物质有何利用前景?是不是能源?会不会找到外星人?……一个个问题向常进抛来。

  “悟空在1.4万亿电子伏特处,确实发觉了异于正常能谱的超高能电子,但积累的样本数量还不够,还没有完全排除统计涨落。我们需要时光,也需要一点幸运。”常进说。幸运的是,国家目前正加大对科技的投入,加上多年坚持的人才政策,中国正处于科学发展的黄金时代。

  人类对暗物质的孜孜以求毕竟能换来多少看得见摸得着的改变?对于常进和他的团队来说,走出人类认知局限的“沙漠”原本就是驱动他们投身科学的“初心”,在这条路上,有苦,但更多的是乐趣。

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暗物质卫星“悟空”首席科学家常进的20年求索


(文章来源:网络整理)


关键字 卫星 暗物质 宇宙线

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