作者:蔡玉高 蒋芳 来源:新华每日电讯 发布时间:2016/11/11 15:30:20
选择字号:
上天快一年,“悟空”都干了些什么

 
新华每日电讯记者蔡玉高、蒋芳
 
科学界普遍认为,在我们这个世界上,电脑、手机、人体、地球、太阳、银河系等一切所谓“看得见”的东西,仅占宇宙质量的约5%,另外的95%就是看不见的暗物质和暗能量。它们究竟是什么?无人能确切说清楚。
 
2015年12月17日,我国暗物质粒子探测卫星“悟空”成功发射,用它的“火眼金睛”去寻找暗物质粒子存在的证据,成为最接近揭开宇宙命运谜题钥匙的“生物”。
 
猴子你怎么样了?上了天比在地上更“精神”
 
上天近一年,“悟空”都干了些啥?对应任务表,“悟空”完成得咋样?寻找“宇宙幽灵”,悟空还有哪些重任?记者带着这些疑问,走进位于中科院紫金山天文台的暗物质与空间天文重点实验室。
 
“良好表现超乎想象。天性奔放的它,上了天比在地面上更精神。”中科院暗物质与空间天文重点实验室的科学家们总结道。在发射升空一周后,正式开工的“悟空”就给了他们巨大的惊喜,给力的“悟空”在刚开始工作的几分钟内,就向他们发出了需要的各种事例(包含各种粒子信息的数据)。随着时间推移,“悟空”的表现越来越好,等到三个月的在轨测试结束后,所有参与评审的专家给它的表现打了100分。“这在卫星测试中是非常少见的。我们准备的几百种‘应急方案’都没用得上。”研究员伍健说。
 
出身名门的“悟空”是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优和粒子鉴别能力最强的暗物质粒子探测卫星。它由卫星平台和四个有效载荷组成,有效载荷分别是塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测器,共同构成一个高能粒子探测器望远镜。4个探测器由上到下摞在一起,就像一个四层“大蛋糕”,它们各司其职,又联合执行任务,可以高精度地测量入射粒子的方向、能量和电荷。
 
尽管运转良好,但为确保“悟空”健康,科研人员每天都给猴子体检。科研人员每天在我国境内对“悟空”进行4到5次监测,监测点有密云、喀什、三亚、南宁、佳木斯、厦门等。通过分析监测到的工程参数来看它是否正常运行。
 
如今,“悟空”每天绕着地球转15圈,每圈4万多公里,一天下来要跑60多万公里。“悟空”每天也得汇报工作。它在路过三亚、喀什、密云等地面数据接收站后,便会将观测的数据传回。这些数据统先是汇总到怀柔的地面支撑系统,经过简单处理后,传到紫金山天文台的科学应用系统。对于科研人员来说,这些被称为1B的数据便是最好的“食材”。
 
7万个“盲人”摸出一颗粒子信息
 
早上五六点钟,开始看遥测参数是否正常;八点到办公室,看前一天的暗物质卫星的观测科学数据是否正常;接下来开始标定和重建数据;晚上十点半才能结束一天的工作回家……暗物质卫星监控员的一天就这样度过。
 
“监控由22个人完成,每天一个人轮班,这是最基本的监控工作。”伍健介绍,完成标定和重建的1B数据成了被称为“2A”的高级数据。这些数据就会分发到由上百个科学家组成的“DAMPE合作组”进行数据分析。其中,既有来自紫金山天文台、中国科技大学、兰州近代物理研究所、北京高能物理研究所的中国科学家,还有日内瓦大学,意大利佩鲁贾大学和巴里大学等国外合作者。
 
何为数据的标定和重建?科研人员李翔用“盲人摸象”来解释。悟空探测器共有7万多个通道,采集到的数据必须经过标定和重建的过程。用通俗的说法,这是一个“7万个盲人在摸象”的过程。第一步标定,好比为每个盲人的千差万别的感觉确定一个标准,什么是宽、窄、粗、细等等;第二步是重建,相当于将每个盲人摸到的部分,拼凑到一起看看究竟是大象还是狗熊,即得出一个有用粒子的物理信息。
 
几句话说完的标定和重建,事实上是相当复杂的过程。通常,要处理完前一天的数据需要10多个小时,值班的人每天工作到晚上10点后是非常正常的。
 
伍健介绍,标定和重建,其实也是个清理垃圾的过程。“悟空”每天传送回来500万个粒子信息,其中只有0.1%是有用的电子,光子的数量则还要少很多。因此,要想研究电子和光子的分布,必须剔除其中99%以上的质子等宇宙线核素的信息。为了得到更加准确的电子、光子的信息,科研人员还要不断修正数据标定和重建的模板。在过去十个月的时间里,编程已经修改了4600余次,每一次大的修改,都要将所有的数据通过后台的“小超算”,重新“跑”一遍,现在10个月的数据处理一次需要4天的时间,工作量相当大。
 
表现完美的悟空会带来惊喜吗?
 
支撑暗物质卫星发射和工作共有六个系统,分别是运载火箭、发射场、测控、卫星、地面支撑和科学应用系统。紫金山天文台的科学应用系统好比是“中央厨房”,暗物质卫星“悟空”不断输送过来的数据“食材”,将被加工成可供研究人员应用的高级物理信息。
 
虽然只工作了不到一年,“悟空”已经给科研人员带来了大量的粒子数据。按照每天约500万个粒子,10个月下来就有15亿,平均每个中国人都能“分配”到一个粒子数据。
 
11月10日,国家重点研发计划“基于暗物质粒子探测卫星的科学研究”项目启动会在南京举行,景益鹏院士、赵政国院士等十几位专家到场,共同为“悟空”的下一步“支招”。
 
景益鹏说:“目前看来卫星所获得的数据都是非常扎实的,未来对于暗物质存在的确认或否认都非常有意义。”中国科技大学教授王砚方则提醒:“美国的引力波项目投入了很多年、很多资金,获得了巨大的成功。我们中国人也要看到科学家做科研的苦心和困难,性子不要太急,更多要思考如何把事情做扎实,一旦成功就是巨大的贡献。”
 
“完美”,这是科研人员对“悟空”上天至今表现的综合评价。目前“悟空”运行状态非常好,传送回来的数据也远远超出科研人员的预期。随着数据的不断累积,希望在不久的将来能够获得突破性成果,为空间科学的发展贡献“中国力量”。
 
 
 
 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 

 

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

2016/11/12 12:52:00 dsm9393
暗物质是否存在?已有新说法,详见环球科学今年11期上有介绍。
2016/11/11 23:36:41 qingfangzhi
感觉跟LAMOST一个套路,吹的山响就是崩不出一篇像样的,只好找媒体来捧自娱自乐
2016/11/11 23:33:58 Chiyankun2016
【暗物质】在我看来还只是个假说。又一次我问一位老资格的天体物理学家,黑洞算不算暗物质。他的回答是“这个问题很好。”(然后就转换话题,顾左右而严他。提出暗物质的一个原因是现有的物质似乎无法解释天体运动,如果牛顿力学,或者相对论使用的话。是不是也可能是因为大尺度上的非线性呢?
2016/11/11 22:26:38 可变系时空多线矢主人
“悟空”上天快一年,应立即改正错误目标、纠正错误做法

(略)

早在暗物质粒子探测卫星“悟空”上天时,本博客就已经指出:

“悟空真有火眼金睛上太空也不应去找根本不存在的暗物质粒子” http://blog.sciencenet.cn/blog-226-944100.html

(略)这就可能把非常有用的99%以上的重要数据给剔除掉了。应该立即纠正这种严重错误的做法。

请见:[科学网] 链接地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1014236.html
2016/11/11 22:04:19 mnlsm
由“反物质”推测“反中子”构成了暗物质
摘 要:宇宙中不存在反物质只存在正物质。在宇宙大爆炸的早期正反粒子是等量的,但是后来却演变为正反物质不对称。探讨造成这种结果的原因,运用逆向思维的方法,反推出粒子不可能演变为反物质的全过程,从而推断出反中子比较稳定。同时预测反中子构成了暗物质。
http://blog.sina.com.cn/s/blog_154b8faaa0102w5gu.html
目前已有7条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
《自然》:绘制人原肠前胚胎发育全景图 欧太空望远镜开启系外行星研究新时代
儿童肾癌始于胚胎时期 三体是灾难?快来了解宇宙中的“两体”
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐