暗物质探测获里程碑式发现

    ◆半个世纪以来人类宇宙射线实验首次看到反电子分率的最大值

    ◆山东大学参与AMS项目,历时7年完成热系统解决关键工程问题本报济南9月20日讯

    今天上午,山东大学对外宣布,山东大学参与的国际大学科工程阿尔法磁谱仪(AMS)项目获重要发现,AMS已发现了1090亿个电子与反电子,测量的反电子分率在停止增加时的能量为275±32GeV,是半个世纪以来的宇宙射线实验首次看到反电子分率的最大值。这一结果与2013年4月AMS项目第一次公布的实验结果将共同成为人类探测暗物质的重要里程碑。

    作为山东大学参与AMS热系统的总负责人,山大教授程林被授权公布了这一发现。山大2004年加入AMS项目,历时7年完成阿尔法磁谱仪热系统,解决了太空粒子探测的关键工程问题,先后有52人在欧洲核子中心等地工作。

    据悉,AMS在太空运行40多个月,已搜集540亿个宇宙射线数据,分析了410亿个数据。其中,测量了能量在5亿至5千亿电子伏特之间的反电子分率(即反电子数占电子与反电子总数之比例),发现此分率在80亿电子伏特时开始快速增加,显示了有新的反电子源的存在。而反电子分率停止增加的能量(即分率达最大值时的转折点能量)为275±32GeV(1GeV为10亿电子伏特)。多出的反电子分率在百分之三的误差内各向同性,显示高能量的反电子可能不是来自某些特定方向。

    程林表示,反电子分率的精确测量对了解暗物质来源很重要。通常的宇宙射线碰撞产生的反电子其分率随能量增加而稳定下降；暗物质碰撞产生多出的反电子,这些反电子最易由反电子分率的测量来研究。暗物质的本质会唯一地反映在反电子分率多出的特征上。

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    丁肇中领衔AMS项目

    阿尔法磁谱仪(AMS)项目由丁肇中教授领衔,是当今世界上规模最大的科学项目之一,也是目前唯一永久安放在国际空间站上的大型科学实验(上图)。AMS以探测外层空间反物质、暗物质,以及宇宙射线的起源为目的,建造过程有16个国家和地区的600余名科学家参与。