中国发射暗物质探测卫星引发国际学术界关注

作者: 2016-01-30 12:41 来源:战略情报研究部
放大 缩小

2015年12月17日,中国科学院空间科学战略性先导科技专项的第一颗卫星“暗物质粒子探测卫星”(DAMPE,又名“悟空”)发射成功[1],《自然》和《科学》杂志网站对此事进行了报道[2],[3]

《自然》报道称,DAMPE的发射标志着中国空间战略开启了一个新的发展方向。中国已经是世界上主要的空间大国之一,但是目前其空间活动主要集中在载人和机器人探索,而对于空间科学的投资甚少。中国的空间科学是以5年为周期获得资助的,在目前的周期内共获得30亿元资助,但与美国和欧洲不同的是,其没有永久性的资助,因此难以进行长期规划。

在DAMPE的科学探测能力方面,瑞典奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心(OKC)的物理学家Miguel Sánchez-Conde评论说,尽管DAMPE收集的入射光子数量没有其他伽马射线空间望远镜(如美国国家航空航天局的“费米伽马射线空间望远镜”(FGST)上的大口径望远镜)多,但是DAMPE能够更准确地确定这些光子的能量,因此DAMPE能够获得一些暗物质模型所预言的带尖峰信号的辐射图像。

欧洲核子研究中心(CERN)从事“阿尔法磁谱仪”(AMS)实验研究的物理学家Michael Capell认为,DAMPE比AMS实验探测的粒子能量更高;尽管暗物质目前为止还未被发现,不能确定这是否是寻找暗物质的更好的途径,但是DAMPE可以帮助澄清一些谜团。2013年AMS团队宣布探测到了暗物质存在的线索,但是目前还未能探测到足够多的高能粒子。DAMPE可以帮助确定AMS探测到的信号是否来自除暗物质之外的其他天体,例如脉冲星等。

在国际合作方面,《自然》报道指出美国国会在2011年通过了相关法案,限制NASA与中国机构进行合作(除非在极少数严格条件下)。而作为对比,欧洲空间局(ESA)有与中国机构合作的意愿,并正在合作开展“太阳风-磁层相互作用全景成像卫星”(SMILE)任务。美国海军战争学院(US Naval War College)研究中国空间计划的专家Joan Johnson-Freese评论说,中国在空间科学方面有限的经验,加上政治因素,一直在妨碍着中美之间的合作,但是中国正在急切地想建立和发展自己这方面的专业经验。

《科学》报道也称,DAMPE的目标是探测可能的暗物质粒子——大质量弱相互作用粒子(WIMPs)湮灭时产生的极高能量的光子和电子的入射方向、能量、电荷。对DAMPE探测器的校准需要2个月的时间,科学观测阶段或许在2016年2月开始。来自英国谢菲尔德大学的暗物质科学家Vitaly Kudryavtsev认为DAMPE可以补足其他空间探测器的不足,并作为地下搜寻暗物质的实验的补充。DAMPE是目前空间科学战略性先导科技专项4颗纯粹的科学卫星中的首发卫星,这4颗卫星将为中国的空间活动增加新的“维度(即空间科学)”,因为此前中国的空间计划一直主要集中在工程和应用领域。                

(郭世杰)


[1]暗物质粒子卫星发射成功,加速中国空间科学发展. http://www.nssc.cas.cn/xwzx/xwsd/201512/t20151217_4498200.html

[2] China’s dark-matter satellite launches era of space science. http://www.nature.com/news/china-s-dark-matter-satellite-launches-era-of-space-science-1.19059
[3] China launches satellite to join the hunt for dark matter. http://news.sciencemag.org/asia/2015/12/china-launches-satellite-join-hunt-dark-matter
附件: