“帕梅拉反常效應”十週年

© 照片 : wikipedia.ru/Vlsergey俄羅斯“資源DK-1”號衛星
俄羅斯“資源DK-1”號衛星 - 俄羅斯衛星通訊社
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2006年6月15日,在拜科努爾發射場發射了帶有“帕梅拉”磁譜儀的俄羅斯“資源DK-1”號衛星。這一獨一無二的儀器是由俄羅斯、意大利、瑞典、德國的科學家在俄羅斯-意大利的“羅馬”計劃框架下合作製造的。該項目的俄方負責人、國立核能研究大學(MEPhI)校長阿爾卡季·加利佩爾在接受俄新社記者採訪時介紹了該項目的重要成果。

阿爾卡季·莫伊塞耶維奇,“帕梅拉”項目的關鍵目標是甚麼?

希基:多元文化主義有助於降低激進主義程度 - 俄羅斯衛星通訊社
希基:多元文化主義有助於降低激進主義程度
主要目標就是研究在近地軌道上的、是初級宇宙射線一部分的反離子(正電子和反質子)流。眾所周知,這樣的粒子在全宇宙發生的各個過程中出現。但有可能,這些反粒子是在暗物質粒子湮沒時出現的。我解釋一下:稱其為“暗”不是因為它是黑色的,而是因為它是無形的,不產生電磁輻射,會逃離儀器,而且無法理解。它只有一種相互作用的表現形式——萬有引力。

然而,瞭解其性質,原則上是非常重要的。為甚麼?我們現在的確已經知道:我們宇宙的25%是由暗物質組成。關於其性質和成分的知識對瞭解宇宙起源和演化具有重要作用。

是如何組織尋找反粒子的?

研究是借助安裝在俄羅斯衛星上的特殊密封容器中的精密磁譜儀“帕梅拉”進行的。在測量過程中,“帕梅拉”的敏感軸被指向天頂,以確保衛星在軌道上運行的所有時間內能一直觀測宇宙射線。在太空條件下,近十年來,借助一台帶有微小系統及統計誤差的儀器,我們得以首次研究了反粒子(正電子、反質子)的能量譜。

在多年的工作中有哪些重要成果?

從2016年6月15日起,我們都在測量宇宙粒子(電子和正電子)的特點。結果,在第一個測量階段對物質的細緻複雜的分析結果發現,正電子流的表現並非向預測的那樣有理論上的增加。正電子在宇宙射線中的比例相對於普通電粒子正在增加。我們意識到,這可能與假想“的WIMPs”粒子有關,暗物質就是由它們組成的。在WIMPs粒子相互碰撞時,已知的的粒子可能會湮沒,也就是會消失,變成例如質子和反質子、電子和正電子。但在磁譜儀“帕梅拉”的測量中,已經很明白,WIMPs粒子可能會自行分解,變成那些已知的粒子。

科學家稱這一現象為“帕梅拉反常效應”。隨著在瑞士的世界上最大的LHC(大型強子對撞機)投入運營,我們的研究也被美國物理學會認定是2008年的最大事件。

奇怪的是,我們項目的參與者——這些科學家們的文章被擱置在世界上歷史最悠久、最負盛名的《自然》雜誌編輯部近一年之久。然而在2009年還是發表了。我們的文章在科學文獻中被數千次引用。這是優秀的科技成果。後來借助磁譜儀“帕梅拉”得到的數據已被在太空中、在包含大面積望遠鏡(LAT)的費米(Fermi)伽瑪射線射線太空望遠鏡上和在“AMS-02”磁譜儀上的兩次試驗證實。至於“資源DK-1”號衛星,因為其服役期已超出預定時間兩倍,已在今年2月停止工作。現在,對暗物質粒子的研究在“伽瑪-400”項目框架下由列別捷夫物理研究所和國立核能研究大學(MEPhI)的科學家們繼續進行。

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