“帕梅拉反常效应”十周年

© 照片 : wikipedia.ru/Vlsergey俄罗斯“资源DK-1”号卫星
俄罗斯“资源DK-1”号卫星 - 俄罗斯卫星通讯社
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2006年6月15日,在拜科努尔发射场发射了带有“帕梅拉”磁谱仪的俄罗斯“资源DK-1”号卫星。这一独一无二的仪器是由俄罗斯、意大利、瑞典、德国的科学家在俄罗斯-意大利的“罗马”计划框架下合作制造的。该项目的俄方负责人、国立核能研究大学(MEPhI)校长阿尔卡季·加利佩尔在接受俄新社记者采访时介绍了该项目的重要成果。

阿尔卡季·莫伊塞耶维奇,“帕梅拉”项目的关键目标是什么?

希基:多元文化主义有助于降低激进主义程度 - 俄罗斯卫星通讯社
希基:多元文化主义有助于降低激进主义程度
主要目标就是研究在近地轨道上的、是初级宇宙射线一部分的反离子(正电子和反质子)流。众所周知,这样的粒子在全宇宙发生的各个过程中出现。但有可能,这些反粒子是在暗物质粒子湮没时出现的。我解释一下:称其为“暗”不是因为它是黑色的,而是因为它是无形的,不产生电磁辐射,会逃离仪器,而且无法理解。它只有一种相互作用的表现形式——万有引力。

然而,了解其性质,原则上是非常重要的。为什么?我们现在的确已经知道:我们宇宙的25%是由暗物质组成。关于其性质和成分的知识对了解宇宙起源和演化具有重要作用。

是如何组织寻找反粒子的?

研究是借助安装在俄罗斯卫星上的特殊密封容器中的精密磁谱仪“帕梅拉”进行的。在测量过程中,“帕梅拉”的敏感轴被指向天顶,以确保卫星在轨道上运行的所有时间内能一直观测宇宙射线。在太空条件下,近十年来,借助一台带有微小系统及统计误差的仪器,我们得以首次研究了反粒子(正电子、反质子)的能量谱。

在多年的工作中有哪些重要成果?

从2016年6月15日起,我们都在测量宇宙粒子(电子和正电子)的特点。结果,在第一个测量阶段对物质的细致复杂的分析结果发现,正电子流的表现并非向预测的那样有理论上的增加。正电子在宇宙射线中的比例相对于普通电粒子正在增加。我们意识到,这可能与假想“的WIMPs”粒子有关,暗物质就是由它们组成的。在WIMPs粒子相互碰撞时,已知的的粒子可能会湮没,也就是会消失,变成例如质子和反质子、电子和正电子。但在磁谱仪“帕梅拉”的测量中,已经很明白,WIMPs粒子可能会自行分解,变成那些已知的粒子。

科学家称这一现象为“帕梅拉反常效应”。随着在瑞士的世界上最大的LHC(大型强子对撞机)投入运营,我们的研究也被美国物理学会认定是2008年的最大事件。

奇怪的是,我们项目的参与者——这些科学家们的文章被搁置在世界上历史最悠久、最负盛名的《自然》杂志编辑部近一年之久。然而在2009年还是发表了。我们的文章在科学文献中被数千次引用。这是优秀的科技成果。后来借助磁谱仪“帕梅拉”得到的数据已被在太空中、在包含大面积望远镜(LAT)的费米(Fermi)伽玛射线射线太空望远镜上和在“AMS-02”磁谱仪上的两次试验证实。至于“资源DK-1”号卫星,因为其服役期已超出预定时间两倍,已在今年2月停止工作。现在,对暗物质粒子的研究在“伽玛-400”项目框架下由列别捷夫物理研究所和国立核能研究大学(MEPhI)的科学家们继续进行。

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