我国暗物质卫星“悟空”巡天两年都有啥大发现?
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发布时间：2022-04-23 02:26
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时间：2023-10-11 17:15
世界首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”自2015年底发射以来，已经在轨运行了近两年时间。日前，中国科学院举行新闻发布会，发布了暗物质卫星“悟空”的首批科学成果。那么，“悟空”的火眼金睛，究竟有哪些发现呢？
获得世界最精准高能宇宙线能谱
作为我国空间科学卫星系列的首发星，“悟空”最主要的科学目标就是通过高分辨观测宇宙射线电子和伽马射线来探测暗物质粒子。迄今为止，“悟空”已经全天区扫描4次，探测到超过35亿高能粒子，实现了世界上电子宇宙射线最精确的测量。
暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进介绍，第一批物理成果首先发布的就是高能电子能谱的高精度观测结果，一直到接近5TeV（eV为电子伏特，1TeV = 10的12次方eV），这个结果对宇宙线研究、暗物质研究意义十分重大。
据介绍，人类眼睛最敏感的可见光的能量约为2电子伏特，“悟空”火眼金睛的探测能力则相当于人眼的数万亿倍。相对于国外主要的空间暗物质探测设备而言，“悟空”的能量探测范围提升了近5倍，开辟了万亿电子伏特以上的全新探测窗口。
中科院国家空间科学中心主任吴季介绍，经过理论学家的分析和天体物理学家的分析，这个能段很有可能是暗物质湮灭以后产生的粒子可能出现异常的能谱段，那么这个能谱段以前没有人到空间去探测过，“悟空”恰好是弥补了这一段不足，也开辟一个新的窗口。
发现新粒子？或为暗物质存在新证据
“悟空”的火眼金睛，打开了一个前所未有的窗口。在这样一个人类鲜有涉猎的超高能量区域，“悟空”的火眼金睛又看到了什么？究竟有没有发现暗物质呢？
暗物质卫星“悟空”在轨运行前530天，共采集约28亿高能宇宙射线，其中包含约150万25GeV（1TeV = 1000GeV）、也就是250亿电子伏特以上的电子。基于这些数据，暗物质卫星研究团队不仅获取了目前国际上精度最高的电子宇宙射线探测结果，还首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在1TeV，也就是1万亿电子伏特处的拐折。更为关键的是，在1.4TeV，也就是1.4万亿电子伏特处，科研团队还发现了流量的异常变化。
中国科学院大学常务副校长、中科院院士吴岳良介绍，在高能区看到的这个电子有尖锐的峰，表明有一个重的粒子在那边衰变成这个电子，那么这个重的粒子假如是真正一个粒子的话，那就变成一个新的粒子，那么新的粒子它可能是暗物质，也可以不是暗物质，无论是不是，只要是一个新的粒子，证明了就是一个重大的发现。
暗物质卫星首席科学家、紫金山天文台副台长常进表示，如果找到暗物质，很可能在物理学上面取得突破，意义就很重大，因为每一次物理学突破会都会导致大规模的技术应用。暗物质在宇宙中存在是没问题的，但是在微观尺度上，比如说一个房间里究竟有多少暗物质粒子，确实还说不清楚，不过再过五到十年,可能会有结果。
科学家怎么看？一步之遥or漫漫长路？
从“悟空”发布的首批科学成果可以看到，人类探索了几十年的暗物质，似乎已经呼之欲出了。那么，究竟是只有一步之遥了？还是仍需要漫漫长路呢？国内外科学家如何看待这一重大成果？这一发现在暗物质的探索历史中究竟又有怎样的意义呢？
中科院院长白春礼表示，得到第一批数据表明，在空间当中观测到以前没有观测到的一个新的粒子现象，这个粒子现象用现有物理的理论都不能加以解释，说明它是一个新的发现，基础研究如果有新发现，一个新的现象，一个新的数据，用已有的理论不能进行解释和说明的，应该是一个很重大的科学发现，我们寄希望这个发现能够对暗物质的研究起到非常重要的牵引作用。
自然科研中国区科学总监印格致表示，这项研究成果的意义是多重的，当中最重要的可能是它展现了中国科学家使用最前沿的技术制造科研仪器来探索一个非常艰深的科学问题的能力，虽然现在还没有足够多的数据来说这是不是一个新的暗物质粒子，但是这个信号很令人兴奋，也带来许多令人激动的可能，考虑到悟空卫星的探测能力，相信在不久的将来会有更明确的发现。
