新華網(wǎng)北京11月30日電 “悟空”衛(wèi)星在軌運行的前530天共采集了約28億高能宇宙射線，其中包含約150萬25GeV以上的電子宇宙射線?；谶@些數(shù)據(jù)科研人員成功獲取了目前國際上最精確的電子宇宙射線探測結(jié)果。

圖為“悟空”衛(wèi)星工作530天得到的高精度宇宙射線電子能譜(紅色數(shù)據(jù)點)，以及和美國費米衛(wèi)星測量結(jié)果(藍點)、丁肇中先生領(lǐng)導的阿爾法磁譜儀的測量結(jié)果(綠點)的比較。中科院供圖

在中國科學院27日召開的新聞發(fā)布會上，我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空號”首席科學家常進對外宣布了這一重大消息。對于公眾普遍關(guān)心的暗物質(zhì)探測話題，這一發(fā)現(xiàn)意味著什么?

根據(jù)人們已知的物理規(guī)律，來自宇宙空間的粒子能譜(能譜指的是粒子數(shù)目隨能量的變化情況)有其特定的分布，一般是隨著能量升高其數(shù)目逐漸下降。如果能譜出現(xiàn)異常，便意味著可能有新的物理原因。根據(jù)目前理論物理學家的推測，如果暗物質(zhì)粒子相互碰撞并湮滅，將產(chǎn)生高能電子。那么到空間去精確地探測高能電子能譜，就可以發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)存在的蛛絲馬跡。“悟空”的核心使命就是在宇宙線和伽馬射線輻射中尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù)，并進行天體物理研究。

據(jù)常進介紹，與目前國際上其他暗物質(zhì)空間探測設(shè)備如AMS-02、 Fermi-LAT相比，“悟空”衛(wèi)星的電子宇宙射線的能量測量范圍有顯著提高，拓展了我們觀察宇宙的窗口。

記者了解到，“悟空”衛(wèi)星采用了中國科學院紫金山天文臺研究人員自主提出的分辨粒子種類的新探測技術(shù)方法，實現(xiàn)了對高能(5 GeV-10TeV)電子、伽馬射線的“經(jīng)濟適用型”觀測。“1GeV=10億電子伏特，1TeV=1萬億電子伏特。人類眼睛最敏感的可見光的能量約為2電子伏特。‘悟空’衛(wèi)星在‘高能電子、伽馬射線的能量測量準確度’以及‘區(qū)分不同種類粒子的本領(lǐng)’這兩項關(guān)鍵技術(shù)指標方面世界領(lǐng)先，尤其適合尋找暗物質(zhì)粒子湮滅過程產(chǎn)生的一些非常尖銳的能譜信號。”常進告訴記者。

不僅探測的能量范圍有了顯著提高，“悟空”衛(wèi)星測量到的TeV電子的“純凈”程度最高，也就是其中混入的質(zhì)子數(shù)量最少，能譜的準確性高。

在這樣的“高段位、高配置”之下，經(jīng)過530天的觀測積累，“悟空”首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在~1 TeV處的拐折，該拐折反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為對于判定部分(能量低于1 TeV)電子宇宙射線是否來自于暗物質(zhì)起著關(guān)鍵性作用。此外，“悟空”衛(wèi)星的數(shù)據(jù)初步顯示在~1.4 TeV處存在能譜精細結(jié)構(gòu)。

這是否意味著已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)?對此，常進指出：目前的這個探測結(jié)果還不能確認我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)。目前“悟空”衛(wèi)星運行狀態(tài)良好，正持續(xù)收集數(shù)據(jù)，一旦在~1.4 TeV處存在的能譜精細結(jié)構(gòu)得以確證，將是粒子物理或天體物理領(lǐng)域的開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)。

據(jù)悉，這一重大成果已于2017年11月30日(北京時間)在Nature雜志在線發(fā)表。常進告訴記者，再經(jīng)過一年多時間的持續(xù)觀測和數(shù)據(jù)積累，有望于明年年底發(fā)布“悟空”的第二批科研成果。