“悟空”为什么“能”？——首批科学成果的三宗“最”

　　“悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进在中国科学院发布暗物质粒子探测卫星首批科学成果（11月27日摄）。新华社记者 金立旺 摄

　　新华社北京１１月３０日电题：“悟空”为什么“能”？——首批科学成果的三宗“最”

　　新华社记者陈芳、王珏玢、蒋芳

　　中国暗物质粒子探测卫星“悟空”于北京时间３０日正式公布首批重要科学成果。这只来自中国的“顽猴”出手不凡，仅两年的观测结果就发现了前所未有的现象，或有望揭开暗物质的神秘面纱。

　　“悟空”究竟“能”在哪？此次发现是否合乎当初的科研目标？有可能取得的成果将会是何种级别……暗物质卫星科研团队为公众分析首批科学成果的三宗“最”。

　　最“经济适用”的卫星

　　花费小、本领大，看得清、测得准。谈到２０１５年底发射的暗物质卫星“悟空”，专家一致给予“性价比”很高的评价。

　　天文学家发现，银河系外围恒星围绕银河系中心旋转的速度“太快”，因此，在银河系中除了可见物质之外，一定还有其他看不见的物质，他们合在一起的引力“拉着”这些天体，使其不至于由于速度过高而飞离银河系。为此所做的计算表明，这些看不见的物质总量是普通物质的５倍以上，它们就是“暗物质”。

　　“悟空”在太空中的任务，就是通过间接方法，捕捉暗物质湮灭、衰变的蛛丝马迹。在这一方面，造价数亿至数十亿美元的费米卫星、阿尔法磁谱仪目标类似，但“悟空”项目耗资不到１亿美元，堪称“经济适用”的典范。

　　虽然花钱少，但本领一点不打折。卫星首席科学家常进介绍，“悟空”在同类设备中拥有工作能段最高、能量分辨率最高、粒子鉴别本领最强３项“绝技”。

　　“‘悟空’具有百万选一不出错、同时看１００万倍能量范围的能力。说‘火眼金睛’一点也不为过。”常进说。

　　搭载暗物质粒子探测卫星的长征二号丁运载火箭升空（2015年12月17日摄）。新华社记者 金立旺 摄

　　最“意外”的发现

　　“悟空”降妖伏魔，源于两次“意外”。

　　１９９７年，美国宇航局在南极开展南极长周期气球项目ＡＴＩＣ，主要目标是观测高能宇宙射线，电子、伽马射线本不在观测之列。

　　“这是个机会！”常进意识到，美国选择的南极，是地球上观测高能电子独一无二的窗口。他一遍遍给南极项目负责人发邮件，阐述自己的观测构想。

　　经过一年多验算、证明，这一最初被认为“疯狂”的计划最终得到支持。此后７年，常进３次参与南极观测，在３０００多万个宇宙线粒子里成功找到２１０个超出正常能谱的高能电子。２００８年，以常进为第一作者的论文在《自然》杂志发表。在文中，常进论述了电子“超出”可能来自暗物质湮灭，“搭便车”的研究最终获得了国际瞩目的成就。

　　第二次“意外”出现在“悟空”上天后。卫星科学应用系统副总师范一中说，本来所有的注意力都放在以前实验结果中的“超出”能段，谁也没想到，在更高的１．４ＴｅＶ能量处，会再发现异于正常能谱的“奇异”电子。

　　“这可能会是‘悟空号’最重要的发现。科学就是这样，无心插柳、种瓜得豆，你永远不知道下一秒会有什么惊喜。”范一中说。

　　最令人期待的成果

　　“从未预想的成果”“激动人心的发现”……对于此次公布的“悟空”成果，《自然》中国区总监印格致毫不吝惜地给予了极高评价。

　　虽然目前积累的粒子数量还不足以确证“发现”，“悟空”在１．４ＴｅＶ处捕捉的“奇异”电子，依然引起了物理学者的强烈关注。

　　２０１３年，欧洲核子中心确认发现被誉为“上帝粒子”的希格斯玻色子。物理学标准模型６１种基本粒子的最后一块拼图归位。但这并不是宇宙的最终答案。功德圆满的模型如果不能突破，也意味着对宇宙新知的探索即将步入一片沙漠。

　　范一中说，１．４ＴｅＶ能量处的“奇异”电子信号如果得到确认，将超出常规天文模型的解释范畴，要么来自暗物质湮灭，要么来自宇宙中某种奇特的“新型加速器”。

　　“现在看来，最有可能的解释是来源于暗物质。”中科院院士吴岳良说。

　　“粒子物理领域已经进入下半场，希望‘悟空’能够得分。按照目前的进度，我们的第二批科学成果预计将在明年底发表。”常进说。