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王省利的博客

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丁肇中教授的暗物质研究  

2013-04-04 11:33:51|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美籍华人丁肇中教授主持暗物质研究取得成果
2013-04-03 23:45:20 来源: 中青在线-中国青年报(北京) 有617人参与
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本报济南4月4日零时电(记者郑燕峰)人类对暗物质的理解和检测实现新进展。日内瓦时间4月3日下午5点(北京时间4月4日零点),诺贝尔物理奖获得者丁肇中教授在日内瓦欧洲核子中心,首次公布其领导的阿尔法磁谱仪(AMS)项目18年之后的第一个实验结果——已发现的40万个正电子可能来自一个共同之源,即脉冲星或人们一直寻找的暗物质。

按照合作协议,丁肇中教授通知负责AMS项目热系统工程的山东大学程林教授,在济南进行同一文稿的中文发布。

目前,寻找暗物质粒子、研究暗能量的物理本质、探索宇宙起源及演化的奥秘、结合粒子物理和宇宙学的研究已成为21世纪天文学和物理学发展的一个重要趋势。诺贝尔物理学奖获得者李政道教授曾多次指出:“暗物质是笼罩20世纪末和21世纪初现代物理学的最大乌云,它将预示着物理学的又一次革命。”

暗物质不发光,也就是不发出电磁波,所以看不见,但与通常物质一样,暗物质有引力作用。这个引力效应让天文学家在宇宙空间发现暗物质占宇宙的23%,另外73%是暗能量。而组成我们身边这个世界的常规物质只占4%。虽然人们早已经猜测到暗物质可能存在,但一直以来从未明确探测到暗物质粒子,因此,还不能确定暗物质的性质。

丁肇中团队使用的阿尔法磁谱仪(AMS),是安置于太空中的精密粒子探测装置,是目前灵敏度最高,也是最复杂、最昂贵的一台暗物质探测设备,代表了当今科学实验的最高技术手段,由16个国家和地区的600余名科学家历时近18年完成,耗资21亿美元,实验过程可能持续15至20年。

在此之前,在不同的实验上都看到了一些“反常”迹象,人们怀疑这些就是暗物质的信号。但是,由于实验的灵敏度还不够,这些迹象都还无法确认为暗物质的信号。

2011年5月16日,AMS搭乘美国“奋进”号航天飞机的最后一个航班,送入太空,在未来20年内,这个实验是国际空间站上唯一的大型科学实验。丁肇中曾说:“这将使我们能够直至宇宙的边缘寻找反物质宇宙的存在。”

在太空运行的第一年,AMS已经收集了160亿个宇宙线数据,远远超过了上个世纪收集到的宇宙射线数据的总和。

2011年5月19日放置至今,AMS已观测311亿个宇宙射线,其能量高达数万亿电子伏特。宇宙射线信号传送到地面,由AMS实验项目组分析。

从2011年5月19日至2012年12月10日的前18个月的太空实际探测运转中,AMS分析了250亿个初级宇宙射线。其中,科学家们确认了680万个电子及其反粒子——正电子的事例。

由AMS探测的超过40万个正电子,是当前最多的在太空中直接观测、分析的高能量反物质粒子。

丁肇中团队的第一个实验结果认为,高能的正电子不是来自空间某个特定的方向,这些特性表明了新物理现象的论据。这次研究成果在丁肇中看来是朝着人类认识暗物质方向前进的重要一步,但不是最终答案。“我们需要更多的统计量来研究,目前的结果是基于预期收集总数据量的约十分之一的数据。”

由于AMS的精确度及可用之高的统计量,AMS磁谱仪被科学家认为有能力探索新物理。

曾与丁肇中一起工作的山东大学泰山学者特聘教授、粒子物理学家王萌认为,这是粒子物理和高能物理界期待很久的实验结果。他相信,随着AMS最终发布的数据,将能最终澄清能谱是来源于暗物质粒子的碰撞还是银河系的脉冲星。


在AMS项目中,热系统是最关键的部分,因为AMS探测器的温度波动必须保持在1摄氏度之内,然而由于地球和太阳的相对运动以及地球的自转等因素,AMS的温度环境每天都在发生改变。

山东大学领导了AMS热系统构建的所有进程。山东大学程林教授作为AMS热系统总负责人,全面承担了设计、组装和太空验证AMS整个热系统的全部工作。

在今天的发布会上,程林教授说,在工作18年后,这是AMS项目给大家的一个交代,是标志性的成绩,相信会有越来越多的论文发表,也许不会再等待18年,也许18个月就有新成果发布。

他希望,合作伙伴有机会通过这个项目获得诺贝尔物理学奖。


孔晓琦 本文来源:中青在线-中国青年报 责任编辑:NN121

作者拜读这篇文章以后,很负责任的给出如下结论,暗物质在宇宙中是不存在的。作者给予如下几点;

第一,暗物质的概念;暗物质是漩涡星系距旋转中心较远处,旋转曲线较牛顿引力理论呈上升态势的一个假设或者猜测。具体就是牛顿的引力理论是预言暗物质的理论依据,或者是逻辑依据。

           我们必须正视的是;如果牛顿引力理论不能作为旋转曲线上升态势的参照标准,我们的这种猜测或者假设就值得商榷。怎么才能确立牛顿引力理论不能作为旋转曲线上升态势的依据或者标准,我们给出如下分析;1,牛顿引力理论,由于其理论的立论基础,确立这种理论的应用具有一定的范围。超出这种范围的任何应用或者预言,都是无效的。2,牛顿引力理论所对应的物理量是M,它的物理意义和几何意义在于;旋转曲线上升与否,和自旋无关。3,牛顿引力理论在于阐释主从体之间力的大小只取决质量M,和M的宇宙行为无关。姑且不论暗物质存在与否,牛顿引力理论没有资格和能力预言暗物质。因为这种理论,既不能提供确立暗物质所需要的物理量,同时不能给出暗物质的界定标准。

第二,姑且暗物质存在,确实是导致旋转曲线上升态势的物理原因,我们必须正视的是;太阳系小行星带的外侧,行星光环的外侧,都会具有这种特征。这是一个物理学家必须重视的客观事实。如果我们思维进一步延伸,我们会发现即使对于相同漩涡星系,旋转曲线上升的态势强弱,和旋转中心自旋快慢有关,而不是无关。

第三,作者做过逻辑论证,对于一个天体,或者天体集合,自旋状态下存在一种新的物理属性,这种新的物理属性,会导致新的物理效果。可靠的证明结果是;旋转曲线上升的态势,不是暗物质存在的依据,而是我们没有发现宇宙力的缘故。

       作者很想告诉我们的学者,我们必须有一个清晰的思维,1,任何一个或者一种预言,必须在预言依据正确的前提下就所给出的预言结果是有效的。2,我们的思维理念,不是牛顿理论预言什么东西,我们就盲目的探索,在没有弄清问题之前,尽力回避什么发现,就是预言的产物。3,我们如果假设,旋转曲线上升是由于暗物质存在,那么我们面对的是;旋转中心如果静止,这种旋转曲线不是上升,而是回落。我们这时可否认为暗物质不存在?...

      作者很负责任的告诉朋友,暗物质不是一个具有争议的科学课题,而是典型的伪科学课题。

                                              省利                   2013.4.5.

      

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