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探索反物質(zhì)暗物質(zhì)的阿爾法磁譜儀2與中國(guó)科研的那些事
2011-05-17
阿爾法磁譜儀2于16日隨“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)升空。作為一個(gè)由16個(gè)國(guó)家和地區(qū)科學(xué)家組成團(tuán)隊(duì)的一分子，中國(guó)科學(xué)家也為磁譜儀傾注了大量心血，參與項(xiàng)目的國(guó)際同行對(duì)中國(guó)科學(xué)家的貢獻(xiàn)給予高度評(píng)價(jià)。
阿爾法磁譜儀的主要本領(lǐng)基于其強(qiáng)大而特殊的磁場(chǎng)。帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后軌跡會(huì)發(fā)生變化，不同帶電粒子的軌跡變化也不同，而不帶電的粒子的軌跡則不會(huì)發(fā)生變化，因而觀測(cè)粒子進(jìn)入這一磁場(chǎng)后軌跡是否變化，變化程度有什么不同，就可以推知這是何種粒子。與天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)物質(zhì)發(fā)出的可見(jiàn)光和電磁波不同，磁譜儀器直接觀測(cè)粒子本身。因而，磁譜儀能夠發(fā)現(xiàn)天文望遠(yuǎn)鏡無(wú)法發(fā)現(xiàn)的暗物質(zhì)和反物質(zhì)。
“作為阿爾法磁譜儀項(xiàng)目的參與方，中山大學(xué)研制了硅微條軌跡探測(cè)器的熱控系統(tǒng)，從中獲益良多”，中國(guó)科學(xué)院院士、中山大學(xué)校長(zhǎng)許寧生在磁譜儀升空前接受記者專(zhuān)訪時(shí)如是說(shuō)。
中山大學(xué)研制的熱控系統(tǒng)在國(guó)際航天領(lǐng)域首次采用機(jī)械泵驅(qū)動(dòng)兩相流體回路，在歐洲航天局進(jìn)行的熱真空測(cè)試中表現(xiàn)出超乎尋常的穩(wěn)定性。
中山大學(xué)參與阿爾法磁譜儀項(xiàng)目后取得的重要技術(shù)創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)的新設(shè)計(jì)超過(guò)10項(xiàng)。許寧生說(shuō)，中山大學(xué)共有23名教師和57名學(xué)生參與了項(xiàng)目，促進(jìn)了中山大學(xué)熱物理與能源利用技術(shù)博士點(diǎn)的設(shè)立和發(fā)展，中大師生共發(fā)表相關(guān)論文23篇，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)，3項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利已獲授權(quán)。
許寧生特別感謝為項(xiàng)目投入巨資的廣東省政府。他說(shuō)，磁譜儀實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)史無(wú)前例的實(shí)驗(yàn)，，參與項(xiàng)目離不開(kāi)政府在資金等方面的大力支持。
參與磁譜儀項(xiàng)目的中國(guó)大陸科研團(tuán)隊(duì)主要有8個(gè)，分別為中科院電工所、中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院、山東大學(xué)、東南大學(xué)、中山大學(xué)、上海交通大學(xué)楊煜普小組、中科院高能所以及航空科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室；來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的團(tuán)隊(duì)主要有“中央研究院”、中山科學(xué)院等。
中科院電工所研制成功了磁譜儀的核心部件——— 磁體系統(tǒng)。該磁體具有對(duì)高能粒子吸收作用小的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)磁體與地磁無(wú)相互作用的力矩，極大降低了對(duì)空間飛行器的影響，解決了幾十年來(lái)不能將較強(qiáng)磁場(chǎng)磁體送入外層空間運(yùn)行的世界技術(shù)難題。
中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院承擔(dān)了磁譜儀量能器結(jié)構(gòu)的研制工作，并在磁譜儀探測(cè)器的建造過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。
東南大學(xué)在項(xiàng)目中主要承擔(dān)了3項(xiàng)任務(wù)———建立磁譜儀實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、反物質(zhì)探測(cè)系統(tǒng)和地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
中國(guó)臺(tái)灣的中山科學(xué)院也完成了“不可能的任務(wù)”———為項(xiàng)目設(shè)計(jì)出了運(yùn)行速度比美國(guó)航天局現(xiàn)行系統(tǒng)快10倍的電子控制系統(tǒng)……
項(xiàng)目首席科學(xué)家丁肇中曾對(duì)記者表示：“中國(guó)科學(xué)家為磁譜儀實(shí)驗(yàn)做出了決定性貢獻(xiàn)。”
磁譜儀項(xiàng)目首席工程師、意大利人戈達(dá)多·加吉奧洛告訴記者，中國(guó)科學(xué)家為項(xiàng)目做出了“巨大貢獻(xiàn)”，“我與中國(guó)科學(xué)家的合作非常愉快”。
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