安裝在空間站上的實驗儀器價值20億美元 據報道，這個史上最大的太空實驗儀器已經記錄到了180億次宇宙射線事件，有助于科學家們打開宇宙未解之迷。 這個數據比一個世紀以來人類所記錄到的宇宙射線事件數還要多很多。 這臺阿爾法磁譜儀由歐洲核子研究委員會運營，旨在探索暗物質和反物質。 宇航員們于2011年把這臺阿爾法磁譜儀安裝到太空站上，如今宇航員們在日內瓦的控制中心觀測，以了解它的運行情況。 太空飛行任務指揮官Mark Kelly向記者介紹稱，阿爾法磁譜儀代表“國際空間站最頂端的科學”。 實驗捕獲到的宇宙射線中，有若干射線是人類記錄到的能量最強的高能粒子射線。 Kelly參加的代號為STS134的飛行任務是奮進號航天飛機的最后一次任務，此次飛行任務之后，奮進號便從NASA的機隊中退休。 星期三，奮進號的機組成員們前來參觀歐洲核子研究委員會的負載和運行控制中心。在這個中心，六名科學家負責全天24小時監視阿爾法磁譜儀的運行情況。
日內瓦的歐洲核子研究委員會在控制中心遠程控制阿爾法磁譜儀的運行 重達七噸的阿爾法磁譜儀 代理發言人Roberto Battiston對BBC的記者說，能看到安裝阿爾法磁譜儀的宇航員來到本中心參觀，大家感覺非常高興。 “我們對這些宇航員心存感激，因為他們冒著生命的風險安裝了這臺儀器，而對我們來說，用這臺儀器做實驗純粹是因為我們的興趣和好奇心。” “我們對阿爾法磁譜儀抱有很大的期望，我們希望能利用它去發現新事物，因為宇航員們為此花費了很多心血，我們就是一家人。” 這臺價值20億美元、重達7噸的阿爾法磁譜儀是臺巨大的機器，機器中心有一塊專門設計的磁塊。磁塊能扭曲高能帶電粒子的運動軌跡――宇宙射線，把射線導向一系列的感應器上，并由感應器分析這些粒子的來頭。 在地面上，人們建造了大型的粒子加速器，并讓粒子相互對撞，以模擬它們在宇宙中產生時的過程。 但是，任何地面上的粒子加速器都無法與宇宙的自然粒子加速器相比較――地球上的環境會吸收宇宙射線，因此科學們利用阿爾法磁譜儀去捕捉宇宙中“原汁原味”的粒子，以彌補大型強子對撞機在實驗上的不足。
Mark Kelly（中）說，阿爾法磁譜儀是空間站上最重要的實驗器材 從科學研究的角度來講，賭注很大。阿爾法磁譜儀能夠發現神秘暗物質的對撞結果，而暗物質在巨大的宇宙中占據著很大的空間。阿爾法磁譜儀能捕捉到名為“奇異夸克”的事物，甚至能解釋為什么我們所看到的宇宙，為何其絕大部分是由物質而不是反物質構成。 “要進行35次以上的飛行任務――非常復雜的太空往返飛行――才能把令人不可思議的國際空間站建起來”。船長Kelly介紹說。 “阿爾法磁譜儀是國際空間站的最后一個部件，當我們把它安裝好的時候，國際空間站也就完整了。這的確代表了國際空間站上最頂端的科學水平。我認為，我們在空間站上進行過的最重要的實驗就是通過它來完成的。” 在十四個月的運行過程中，阿爾法磁譜儀記錄到180億次宇宙射線事件，這個數目比過去一個世紀內人類記錄到的還要多。 但阿爾法磁譜儀是獨一無二的儀器，人們要花很長時間才能了解它在幾百分之一秒鐘內看到的東西――而至今，科學團隊們僅僅分析了這些數據中的很小一部分。 17年前，來自麻省理工學院的諾貝爾獲獎者丁肇中教授發起了阿爾法磁譜儀的項目，后來遇到不少挫折，且還面臨預算問題，這個項目幾乎擱淺――直至美國國會通過了一個法案才使此項目得以繼續，太空飛船也才開始不定期往太空運送材料。 科學團隊已經注意到一種超高能正電子，即等量的反物質――9萬億電子伏的原子核――這比大型強子對撞機能夠制造的粒子能量還要高。 但丁肇中教授行事謹慎，有系統地開展工作，并不急于宣布任何發現。 “我跟我的同事說，在接下來的40至50年中，沒有人會愚蠢到重復我的實驗。難度太大了。”丁肇中教授對BBC記者說。 “因此，我們發布的報告將會極其的重要，我們不能出現差池。否則我們將會誤導未來的物理學，而人們沒有辦法驗證我們的對錯。”
Transition Radiation Detector（穿越輻射探測器）能檢測高能粒子的速度。 Silicon Trackers （硅追蹤器）可以追蹤粒子的運動軌跡。運動軌跡的彎曲程度決定于粒子的電荷。 Permanent Magnet （永磁鐵）是阿爾法磁譜儀最核心部件，它可以令粒子軌跡彎曲。 Time-of-flight Counters （飛行時間計算器）可計算低能粒子的速度。 Star Trackers （星體追蹤器）能夠掃描星域，以決定阿爾法磁譜儀在太空中的朝向。 Cerenkov Detector（切侖科夫探測器） 能精確計算快速通過的粒子速度。 Electromagnetic Calorimeter（電磁量能器）計算影響粒子運行所需的能量。 Anti-coincidence Counter （符合計數器）將干擾粒子過濾出去。 尋找答案 STS-134飛行任務的專家Greg Chamitoff對BBC的記者說，能與阿爾法磁譜儀的團隊合作，他感到很高興。 “如果他們發現了反物質——哪怕只是一個——那將是偉大的發現，因為他們同時會知道反物質的來源方向，他們或許可以說‘那一邊的星系就是一個反物質的銀河系’。” “我們從阿爾法磁譜儀的發現里分析到的結果，將可以轉化成我們對這個宇宙的認識，我們將了解宇宙中存在著什么。” 宇航員們由妻子陪同參觀，包括STS-134飛行任務的指揮官Mark Kelly的妻子——亞利桑那州的國會議員Gabrielle Giffords。此次參觀歐洲核子研究委員會是她槍擊受傷恢復后的首次國外旅行，在他丈夫執行飛行任務的幾個月前，她在家鄉遭遇了槍擊案。 歐洲核子研究委員會的研究主管Sergio Bertolucci對參觀者的來訪表示歡迎，他在致詞中說：“我們不會只在一個地方發現我們需要的答案。” “阿爾法磁譜儀確實能像大型強子對撞機一樣解決一些問題，我覺得這樣很好。在這個領域我們不能太過專一，因為為了我們所尋找的答案……需要更多的不同的投入。”他對BBC記者說。 “畢竟，我們是在試圖解釋：為什么宇宙會是這樣。” 丁肇中教授堅持拒絕透露他所期望的發現是什么，而科學團隊們正對手頭上的大量數據進行緊張的分析。 他認為，可能我們無法感知未來的發現。 “你可以回望一下上世紀后半段的粒子物理學。” “在上世紀60年代，科學家們在歐洲核子研究委員會和美國布魯克海文建立大型的加速器，以研究核。在歐洲核子研究委員會，他們發現了中性流；在美國布魯克海文，他們發現了兩種中微子、電荷宇稱不守恒和J粒子。這三個發現都獲得了諾貝爾獎。在費米加速器實驗室，科學家的初衷是研究微中子物理，而他們發現了第五種和第六種夸克。” “當人們建立了一個新的儀器，你會問最好的科學家，問他們將會發現什么。但科學家們通過這些精密儀器所發現的東西往往與他們的初衷毫無關系。 來源：網易探索 |
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