姓名:李歡洋? 學號:16010110003
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【嵌牛導讀】:《自然》雜志 11 月 29 日發表我國暗物質粒子衛星「悟空」的首個科學成果，宣布獲得了世界上最精確的高能電子宇宙線能譜。
【嵌牛鼻子】:暗物質，粒子，探測衛星，悟空。
【嵌牛提問】:你是否想了解悟空探測的過程呢？
【嵌牛正文】:人們對于“悟空”最大的期待，就是借著它的“火眼金睛”捕捉到暗物質的蹤影。用暗物質衛星首席科學家、紫金山天文臺副臺長常進研究員的話講，“我們想通過‘悟空’的火眼金睛，找到暗物質這個‘妖魔鬼怪’”，目標通俗而直白。
“悟空”是中國的暗物質粒子探測衛星DAMPE（dark matter particle explorer）的名稱，2015年12月17日發射升空。近兩年的時間過去了，它究竟捉到暗物質這個“妖魔鬼怪”了么？11月27日上午，中國科學院發布了“悟空”捕捉暗物質530天的成果。
530天的“捉妖”記錄
天文學家認為，宇宙中只有4%的物質是我們可以看到的，但絕大部分是由看不見的神秘東西構成的，他們稱其中的23%為暗物質，73%甚至以上的部分為暗能量。根據目前理論物理學家的解釋，如果暗物質粒子相互碰撞并湮滅，將轉換為高能電子。
據常進介紹，“悟空”號運行期間，每秒將會捕捉、探測到60個高能粒子，平均每天就有500萬個高能粒子被“悟空”捕獲。而“悟空”能夠觀測的是能量區間為GeV-10TeV的電子和伽馬射線，如此大的能量區間跨度要求單個探測器的動態范圍達100萬倍，否則將無法鑒別粒子。
在軌運行的前530天里，“悟空”衛星共采集了約28億顆高能宇宙射線，其中包含約150萬顆25GeV以上的電子宇宙射線。基于這些數據，科研人員成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線測量結果（圖3）。北京時間2017年11月30日，Nature雜志在線發表了這一結果[1]。
圖3：“悟空”在軌運行530天后得到的高精度宇宙射線電子能譜（紅色數據點），以及和美國費米衛星Fermi-LAT測量結果（藍點）、丁肇中先生領導的阿爾法磁譜儀AMS-02的測量結果（綠點）的比較。
從“悟空”已經獲得的數據中不難發現，“悟空”探測的電子宇宙射線的能量測量范圍比起國外的空間探測設備有了顯著地提高，“悟空”也是世界上首個在空間觀測TeV以上波段的探測衛星，拓展了我們觀察宇宙的窗口。
此外，值得注意的是：“悟空”首次直接測量到了電子宇宙射線能譜在接近1TeV處的“拐折”，該拐折也反映了宇宙中高能電子輻射源的典型加速能力，其精確的下降行為或對于判定部分（能量低于1TeV）電子宇宙射線是否來自于暗物質起到關鍵性作用。
本領高強的“悟空”
“‘悟空號’憑借中國科學家特有的設計方案和中國工程師獨特的探測器制造技術，實現了國際上最精確和最高效的探測，經過一年多的數據積累，終于有了重大發現。”中國科學院院長白春禮在27日的新聞發布會上介紹說。
目前，天空中共有四顆暗物質探測衛星，分別是阿爾法磁譜儀AMS-02（the Alpha Magnetic Spectrometer）、美國費米衛星Fermi-LAT（the Large Area Telescope on the Fermi Gamma-Ray Satellite）、日本的CALET衛星（CALorimetric Electron Telescope）以及中國的“悟空”。
