【新春走基層】守望“悟空”，期待“暗物質(zhì)”重大發(fā)現(xiàn)

圖為科研人員正在研判分析數(shù)據(jù)。

春節(jié)前夕，記者走進(jìn)江蘇南京紫金山天文臺(tái)。

這里的一間間辦公室外表看起來毫不起眼，但仔細(xì)一看門牌卻是那么地高大上：“宇宙伽馬暴、中子星及相關(guān)物理研究團(tuán)組”“太陽高能及相關(guān)物理過程研究團(tuán)組”“暗物質(zhì)理論組”……當(dāng)然，名氣最大的還是“中國科學(xué)院暗物質(zhì)與空間天文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”，對(duì)，這就是習(xí)近平總書記多次講話提及的“悟空”暗物質(zhì)探測衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)。

走進(jìn)監(jiān)控大廳，迎面而來的就是寫有“精心設(shè)計(jì)嚴(yán)格要求齊心協(xié)作嚴(yán)保質(zhì)量”的橫幅，紫金山天文臺(tái)副臺(tái)長、暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星首席科學(xué)家常進(jìn)研究員和范一中研究員正在操作計(jì)算機(jī)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行研判和分析。

“過去的一年，那只‘猴子’沒有讓我們失望。”常進(jìn)言簡意賅地總結(jié)2018。“截至2018年年底，中科院紫金山天文臺(tái)研發(fā)的我國第一顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星‘悟空’號(hào)已繞地球飛行了16597圈，探測宇宙粒子55億個(gè)。”他告訴記者，相同時(shí)間內(nèi)，它積累的TeV以上的觀測數(shù)據(jù)相當(dāng)于國際空間站上的日本量能器型電子望遠(yuǎn)鏡和阿爾法磁譜儀實(shí)驗(yàn)的5倍以上，意味著完成了其他“同行”至少10年的工作量。

春節(jié)到了，那只“猴子”依舊忙忙碌碌，奔跑在500公里高的太陽同步軌道上，為全人類肩負(fù)尋找暗物質(zhì)、探索新物理的重任。每天清晨和傍晚，“悟空”都會(huì)路過中國上空，位于密云、喀什、三亞的三個(gè)數(shù)據(jù)接收點(diǎn)啟動(dòng)程序，接收它回傳的約16G數(shù)據(jù)，再通過北京的國家空間科學(xué)中心，把數(shù)據(jù)整理“對(duì)齊”之后發(fā)給紫金山天文臺(tái)。而常進(jìn)帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)就是要從日積月累的海量數(shù)據(jù)中分析出有價(jià)值的科學(xué)成果。

“關(guān)鍵數(shù)據(jù)還在持續(xù)積累，讓‘悟空’延長服役是一切研究的基礎(chǔ)。”常進(jìn)說，過去的一年，他和他的團(tuán)隊(duì)最主要的科研，還是圍繞“悟空”號(hào)進(jìn)行的，它從遙遠(yuǎn)宇宙?zhèn)鱽淼拇罅繑?shù)據(jù)、新奇發(fā)現(xiàn)，都被科學(xué)家們所珍視，團(tuán)隊(duì)通過這些訊息，尋找和印證“暗物質(zhì)”的蛛絲馬跡。“我們希望到2019年末，‘悟空’的‘火眼金睛’能成功探測到300個(gè)‘奇異’電子，這將為理論家們提供足夠的數(shù)據(jù)來研究‘奇異’電子的本質(zhì)。如果真的與暗物質(zhì)相關(guān)，那將是一項(xiàng)殊榮。”常進(jìn)說，“年后，我們將發(fā)布有關(guān)宇宙高能粒子的最新觀測成果，這對(duì)研究宇宙線的起源，有重大意義。”

2017年度中國科學(xué)院青年科學(xué)家獎(jiǎng)得主、“暗物質(zhì)間接探測的相關(guān)物理研究團(tuán)組”首席科學(xué)家范一中研究員告訴記者，“三年過去了，‘悟空’號(hào)探測器的狀況跟發(fā)射之初幾乎一模一樣，這非常難得，說明探測器的設(shè)計(jì)理念和工程制作都很過硬。”因表現(xiàn)出色、運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)計(jì)壽命三年的“悟空”被要求延時(shí)“退役”，再工作兩年，這也讓整個(gè)項(xiàng)目的性價(jià)比進(jìn)一步提升。“悟空”號(hào)項(xiàng)目，衛(wèi)星加上探測器花了8個(gè)億人民幣，看起來不是小數(shù)字。但如果橫向比較，丁肇中先生領(lǐng)銜的一個(gè)項(xiàng)目耗資20億美元，美國的一顆同類型衛(wèi)星也花了7億美元。

當(dāng)然，活潑勤懇的“悟空”也曾打過一次小盹，讓“師父”們著實(shí)擔(dān)心了一回。去年2月，研究員發(fā)現(xiàn)，“悟空”反常“怠惰”，接收到的數(shù)據(jù)量驟然銳減。“悟空”號(hào)每天僅運(yùn)行成本就要70萬元，關(guān)機(jī)一天的損失相當(dāng)于一輛豪華轎車。在通過對(duì)載荷參數(shù)的反復(fù)核查后，專家們判斷“悟空”號(hào)很可能是被太空中的粒子擊中，致程序寄存器反轉(zhuǎn)，探測器出于自我保護(hù)降低了局部的電壓……摸清病癥之后，“悟空”團(tuán)隊(duì)在它再次經(jīng)過中國上空時(shí)發(fā)出指令準(zhǔn)確重啟，這只打盹19小時(shí)的“猴子”瞬間又活潑起來。

暗物質(zhì)和暗能量被視為現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)的“兩朵烏云”，業(yè)內(nèi)認(rèn)為，揭開暗物質(zhì)之謎將是繼日心說、萬有引力定律、相對(duì)論及量子力學(xué)之后的又一次重大飛躍。雖然，“悟空”團(tuán)隊(duì)的日常工作看起來不夠戲劇化，也缺少記者們所喜歡的“現(xiàn)場畫面感”，但重大成果需要科學(xué)家們坐得住“冷板凳”， “悟空”號(hào)傳回的數(shù)據(jù)每天都需要有人接收并且分析。為了讓團(tuán)隊(duì)里的年輕人能過個(gè)好年，過去3年，從臘月三十到大年初二，獨(dú)自一人值班收集數(shù)據(jù)成了常進(jìn)的“保留節(jié)目”。

常進(jìn)團(tuán)隊(duì)的主體是“80后”，2015年“悟空”號(hào)發(fā)射成功的慶祝合影上，很多人還稚氣未脫。這些仰望星空的年輕人，同樣要面對(duì)生活中的柴米油鹽，他們的成長讓范一中很感慨：“就像總書記說的，奮斗本身就是一種幸福。年輕人只要奮斗，就會(huì)有前途、有出路。”中科大少年班畢業(yè)生李翔，雖然剛過而立之年，已經(jīng)成為整個(gè)團(tuán)隊(duì)中數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域僅次于常進(jìn)的專家。

“悟空”團(tuán)隊(duì)已經(jīng)把眼光投向遠(yuǎn)方，太陽衛(wèi)星已經(jīng)得到國家的正式支持，團(tuán)隊(duì)還在為下一顆暗物質(zhì)衛(wèi)星的發(fā)射做準(zhǔn)備。范一中告訴記者：設(shè)計(jì)中的“悟空二號(hào)”，收集到的有效數(shù)據(jù)量將是“悟空”號(hào)的十倍！

記者 王夢(mèng)然 孫慶