与“悟空”同行——藏京京 | 新时代的中国面孔

2018年09月23日 18:58:08 | 来源:我苏网

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  【编者按】

  今年是改革开放40周年。这是中国大地沧桑巨变的40年,也是个人命运与国家命运同频共振的40年。伴随改革开放脚步成长起来的人们,被时代推动,亦推动时代。作为改革开放事业的担当者、亲历者、传承者,他们用自己的方式演绎出一个个“中国梦”的生动样本。荔枝新闻、我苏客户端联合江苏省广播电视总台纪录片创作中心重磅推出系列人物报道,为你捕捉新时代下鲜活多彩的中国面孔,带你一起感受中国发展的蓬勃动力和人们对美好未来的不懈追逐。


  

▲第三集《与“悟空”同行——藏京京 》完整视频

  我叫藏京京,是中国科学院紫金山天文台暗物质卫星项目的一名主任设计师。 

  “悟空”号是我国首颗暗物质粒子探测卫星,它每天绕地球飞行15圈,探测回传500万个粒子信息。

  我就是与“悟空”同行的人。

  神秘暗物质:像宇宙中的“幽灵” ,看不见摸不着

  占宇宙 95%以上的暗物质和暗能量由万有引力定律证实存在,却从未被直接观测到。暗物质完全不同于我们在地球上常见的任何物质,不发光,也不吸收、反射光,我们看不到它,所以探测它是一项困难的事情。我们派出“悟空”,就是希望它像《西游记》中的“孙悟空”一样,用“火眼金睛”,在茫茫太空中识别暗物质的踪影。

  国际上的同类研究中,欧洲核子中心的大型强子对撞机、安装在国际空间站上的阿尔法磁谱仪、美国航天局的费米卫星,以及日本的凯雷特卫星都致力于对暗物质的探测,但目前“悟空”号的表现是非常突出的。

  它的身材比一般的卫星小巧,长宽高只有1.5米、1.5米、1.2米,像盒银白色的方形蛋糕,但它是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器,也就是说,它“看”得更清、更远。

相比于国际上同类探测器美国费米卫星(左)、阿尔法磁谱仪2号(右),“悟空”(中)观测能段范围最宽、分辨率最高、能谱结构特征也最为清楚。 

  近年来离暗物质最近的一次重大发现 

  如何才能找到暗物质?虽然它“看不见”“测不着”,但当暗物质粒子相互湮灭或者自身衰变时,会产生一些稳定的可观测粒子,如伽马射线、宇宙射线、中微子等。“悟空”的设计原理,就是要在太空中高精度测量伽马射线、宇宙射线的能谱以及空间分布,来寻找暗物质粒子存在的证据。这也是目前国际上探测暗物质粒子的主要途径之一。

  每天清晨和傍晚,当“悟空”号飞过中国境内,位于密云、喀什、三亚三个卫星接收站就会接收到数据,每天下行16个GB的原始数据,之后再传回紫金山天文台的暗物质实验室进行数据分析。两年的时间,我们已经积累了超过150多个TB的数据量。

  2017年,基于“悟空”采集的数据,我们成功获取了当时国际上精度最高的电子宇宙射线能谱,并首次直接测量到了该能谱在~1TeV(1万亿电子伏特)处的拐折。这一疑似暗物质的踪迹,是近年来科学家离暗物质最近的一次重大发现。如果进一步研究确认与暗物质相关,将是粒子物理或天体物理领域的开创性发现。

  一项从前想都不敢想的事情 如今已梦想成真

  我曾经在欧洲核子中心待过一年时间,但是毕竟不是我们自己的“阵地”,不管是发言权还是对探测器的理解都是很有限的。那个时候,连想都不敢想我们会自己创建一颗科学实验卫星,然后发射上天。

2015年12月17日,长征二号丁运载火箭从酒泉卫星发射中心将“悟空”送入太空。

  2015年12月17日,“悟空”在酒泉卫星发射基地发射升空,我记得当时自己紧紧攥住拳头,一句话也不说,就等着这一个时刻。在别人看来这也许就是一次普通的商业发射,但是对我们来说意味着一切。

  每天,办公楼里监控室的灯一定是最早亮又最晚熄灭的。我们团队一共有20多个人负责卫星的监控工作,每天都要有一个人在这个房间值班,一是负责采集卫星的科学数据,记录有用粒子的各种信息,二是要监视卫星状态,相当于每天都要对卫星做一次“体检”。

  因为工作关系,我与在山东生活的家人是长期分隔两地,只有周末才能去陪陪他们,剩下的时间,都在陪“悟空”了。 “悟空”在天上飞,我们在地上追。团队里的每一个人,都为之付出了很多。每一点成就的取得,是对集体工作的犒赏,也让大伙儿更有拼劲儿。

  如今,“悟空”已经沿着轨道运行了800多天了,接下来我们还将昼夜不息、继续陪伴着它,直到完成它的征途。

  暗物质之谜,或许百年后才能揭晓 

  一百年前,笼罩在经典物理学上的“两朵乌云”中诞生了上世纪最重要的两个理论:“相对论”和“量子力学”。那时候的人们并不知道将由此产生计算机智能手机现代医疗,以及现在的量子通信,它们完全改变了我们的生活。现在,又有一朵“乌云”出现了,它就是暗物质。

  如果你要问我研究暗物质的意义是什么我不知道也许下一个一百年,我的孩子的孩子会给出最好的答案。

  【编者手记】

  “仰望星空,脚踏实地”,正是对“悟空”号背后的科学家们最准确的描述。几十年来,在报国之志与求知之心的驱使下,无数人和他们一样,把一生都献给祖国的航天事业。

  他们研究的事情,或许离现实仍远,却离人类未来很近。随着年轻一代的科研工作者不断加入,未来我们必将见证中国航天领域一个又一个飞跃!

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  我们正年轻——新时代的中国面孔

  (编辑/刘静)

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