丁肇中沪上介绍AMS－02上天5年获得的成果

本报首席记者　许琦敏

“阿尔法磁谱仪2号(AMS－02)上天五年，改变了我们对宇宙的认识。”昨天，著名物理学家、诺贝尔奖得主丁肇中来到“复旦科技创新论坛”，对他的团队新近发布的关于宇宙带电粒子探测所获得的最新结果进行了介绍，“最重要的发现，是那些无法想象的结果，这让我们意识到，人类对宇宙的了解是多么有限。”

国际空间站上唯一的大型科学实验

2011年5月16日，美国“奋进号”航天飞机最后一次升空，将AMS－02送往国际空间站。它耗资20亿美元，被称为人类历史上最昂贵的科学实验，“宇宙是最终的实验室。”丁肇中和他的国际团队为这个梦想奋斗了17年。

“因为中性宇宙射线，比如光、中微子，可以通过卫星和大型的地面及地下实验来探测，但带电的宇宙射线不行。”丁肇中说，地球的大气厚度相当于10米的水，带电宇宙射线无法穿过，所以要测量带电宇宙射线的电荷、质量和特性，只有到太空中直接测量。而AMS是唯一能实现这一目标的实验装置。

五年来，AMS共收集到900亿个带电粒子的数据。“太空中的实验和地面不同，一旦开始就必须不断接收数据，没有节假日、不分白天黑夜。”丁肇中说，他的团队有一条严格的规定，不管什么时候，任何重要的事情一定要向丁肇中汇报。“哪怕空间站的太阳能板要调整姿态，也要密切关注，因为它可能遮挡住仪器，影响数据。”他说，如果发生问题，他必须随时跟空间站控制中心协调，调整轨道姿态。

上天五年，测量结果“无法想象”

AMS被称为“能测量带电粒子的哈勃望远镜”，它是人类首次在太空中进行的大型精密物理实验。

“电子和正电子流强的强度不同，随能量变化不同”“精确测量电子与正电子流强，推翻了以前的实验结论”“精确到百分之一的质子流强测量结果，推翻了几十年来的传统理论”“难以想象，正电子与反质子的变化，居然是一样的”……昨天，丁肇中在报告中所提到的“推翻以前的结论”“无法想象的新现象”多达十几处。

他说，AMS所获得的测量结果推翻了很多现有的理论，那些“无法想象”的测量结果最为重要，因为它让我们意识到，人类对宇宙的了解是多么有限。

在AMS实验之前50年，对于带电宇宙射线的测量误差非常大，由此产生了很多不同的理论猜测。因此，AMS给出的每一个精确答案都令人信服地掷地有声。

丁肇中特别强调，在进行数据分析时，他宁可放弃对“快”的追求，而一定要求准确。因为未来二三十年，都不可能再放一个同样的大型仪器到太空中去，AMS的数据是独家的，但一旦出现错误，对整个物理学发展的消极影响也将十分长远，所以给出每个结论都要特别小心———物理学家将依据这些数据，修改理论模型、创建新的理论。

为此，每个结果都由4个小组独立做出。得出结果后，每个周五的11点，他们都会到丁肇中的办公室一起讨论，弄清所有的不同之处。这样一直持续了一年后，他们的论文才去发表。

确认暗物质、反物质还需更多数据

在这次的结果中，科学家确认了带电宇宙射线在星系中传播的年龄约为1200万年。可人们更期待的对于暗物质、反物质的探索，却还有待更多数据的积累。

从AMS的测量结果来看，电子的反物质———正电子的流强和比例，都与质量为1TeV(万亿电子伏特)的暗物质模型符合。不过，丁肇中认为，要完全证明找到暗物质，还需要几年时间。

根据目前的计划，AMS可以继续工作到2024年，届时他的团队可以拿出更确凿的证据。“国际空间站一年的运行经费要30亿美元，靠20个国家支持，如果今后有可能，AMS还可能工作下去。当时上天的仪器可以再用30年。”他说，他一般不会同时开展两个实验，而是一件做完再做另一件，所以从不出错。

反物质的寻找也出现了若隐若现的曙光。AMS探测到了几个电荷为－2，质量与氦类似的粒子，虽然平均一年只有一个，但如果确认，则可证明宇宙诞生之初就有反物质存在，这将是人类对宇宙认识的一大突破。

丁肇中说，如果要确认反氦的存在，就必须要求仪器精度达到十亿分之一，“我们需要几年时间，进行详细的探测器验证，收集更多的数据，才能了解这些事例的来源。”但不管怎样，他说，AMS最重要的结果是探测到自然界中存在、但我们无法想象的那些前所未有的现象。