中科大团队深入探寻宇宙暗物质

11月30日，国际权威学术期刊《自然》在线发表重要科研成果，中国暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一疑似暗物质踪迹此前从未被观测到，意味着中国科学家取得一项开创性发现。记者从中国科学技术大学获悉，该校科研团队不仅成功研制出“悟空”核心分系统BGO量能器，为高效获取高质量的科学数据发挥了关键作用，而且还深入参与到“悟空”在轨探测和科学数据分析工作，为这一开创性发现作出重要贡献。

11月30日，中科大核探测与核电子学国家重点实验室教授黄光顺(右一)在指导学生使用BGO阵列宇宙线测试平台做宇宙线测试。

暗物质和暗能量，是人类追寻多年的宇宙魅影。当前主流科学界认为，人类已经发现的物质只占宇宙总物质量不足5%，剩余部分由暗物质和暗能量等构成。由于暗物质无法被直接观测，与物质相互作用也很弱，人类至今对它知之甚少。揭开暗物质之谜，被认为是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论、量子力学之后，人类认识自然规律的又一次重大飞跃。中科院院长白春礼认为，如果后续研究证实“悟空”的最新发现与暗物质相关，这将是一项具有划时代意义的科学成果，即便与暗物质无关，也可能带来对现有科学理论的突破。

11月30日，中科大近代物理系楼里的“悟空”模型。记者徐昊摄

为何“悟空”能在世界上率先发现这一异常波动？“悟空”科学应用系统总设计师伍健说，与国际同类探测设备相比，“悟空”在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类宇宙射线的本领”这两项关键技术指标方面世界领先，尤其适合寻找暗物质粒子湮灭过程中产生的一些非常尖锐的信号。这两项关键技术的突破，离不开中科大成功研制的BGO量能器。

“我们研制的BGO量能器，是‘悟空’的核心分系统。 ”中科大核探测与核电子学国家重点实验室教授黄光顺介绍，这是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优、粒子鉴别能力最强的量能器，成功实现了电子宇宙射线能谱的宽能区能量测量和高纯度粒子区分，为“悟空”高效获取高质量的科学数据发挥了关键作用。

作为“悟空”卫星工程科学应用系统副总师，黄光顺教授率领的科研团队还率先开发了“悟空”科学数据分析软件，发展了丰富的BGO量能器在轨性能标定、数据分析方法，完成了高精度能量重建工作。该团队是暗物质粒子探测卫星国际科学合作组中独立的四个数据分析小组之一，为“悟空”科学数据分析和暗物质疑似踪迹的发现作出了重要贡献。

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