磁谱仪

2011年美国东部时间5月16日上午8时56分,高精度粒子探测器——“阿尔法磁谱仪”陪伴美国“奋进”号航天飞机的“绝唱之旅”,驶入寰宇.未来10年或更长时间里,它将在国际空间站运行,寻找反物质和暗物质,探索宇宙起源及其构成.“阿尔法磁谱仪”的“保暖外衣”热系统由山东大学科学家领衔研制,是人类史上首次解决带电磁铁在太空中运行的温度控制问题.鲜为人知的是,它体内有一颗强大的“中国心”——一内径约1.2米、重约2.6吨、中心磁场强度1370高斯的环形巨大永磁铁..下列相关的说法中正确的是(   )

A.磁谱仪在发射升空过程中机械能能不变

B.太空环境下物质处于失重状态,所以磁谱仪的质量会变小

C.永磁体周围存在着均匀分布的磁场

D.地球表面工作站将通过电磁波获得磁谱仪的工作信息

下列属于暗物质间接探测方式的是:

  • A.卫星探测
  • B.地下探测
  • C.阿尔法磁谱仪探测
  • D.大型强子对撞机探测

   20世纪末,美国“发现号”航天飞机曾与俄罗斯“和平号”空间站进行了最后一次对接飞行,阿尔法磁谱仪实验是这次对接飞行的重要目的之一。进行阿尔法磁谱仪实验主要是为了证实宇宙存在反物质。如今,科学家已经用实验证实了反物质的存在,例如发现反粒子具有与正常粒子相同的质量,但带有相反的电荷。

根据上述材料,回答问题。

(1)材料中的反物质是哲学上讲的物质吗?

(2)反物质的存在是否否定了世界的物质性原理?

对阿尔法磁谱仪的描述,不符合文意的一项是(  )。

A、被附加了一些用于检测宇宙射线的新仪器

B、外形是一个圆柱形磁铁

C、敏感度极高,提供的可靠科学数据最多

D、主要部件完工于欧洲和亚洲

美国等国家发射的航空器将我国研制的磁谱仪带入太空,其目的是探索反物质。反物质的主要特征是电子带正电荷,质子带负电荷。下列表示反物质酸碱中和反应的离子方程式正确的是()

A、A

B、B

C、C

D、D

文中加点的“这些数据”指的是(  )。

A、阿尔法磁谱仪获得的比我们想象中更为可靠的科学数据

B、太阳和超新星、伽马射线爆发的数据

C、来自一些宇宙射线的能量、电荷和组成成分的可靠数据

D、某个宇宙区域存在反物质的确凿证据

2013年4月3日,诺贝尔奖获得者、美国麻省理工学院华裔物理学家丁肇中宣布他所率领的阿尔法磁谱仪项目团队发现的40万个正电子或许来自同一个源头即( )。

A.宇宙大爆炸

B.中子星

C.暗物质

D.恒星

根据文中提供的信息,下列说法正确的一项是(  )。

A、不带电粒子进入地球磁场后轨迹不会发生变化

B、带电粒子进入太空后轨迹会发生变化,不同带电粒子的轨迹变化不同

C、阿尔法磁谱仪科学实验项目是迄今为止规模最大的国际科技合作项目

D、在太空,宇宙射线不会受到地球大气层的影响和破坏

2016年12月8日,诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中教授公布了阿尔法磁谱仪项目的21项最新研究成果,推进了对宇宙线产生、加速以及传播的认识。这进一步佐证了

A.思维与存在具有同一性

B.哲学是具体科学的基础

C.意识对物质具有能动反作用

D.技术进步是认识发展的根本动力

1932年,英国物理学家狄拉克第一次提出并断定反物质的存在。1995年欧洲科学家制造出了世界第一批反物质。多国科学家共同研制的新阿尔法磁谱仪于2008年升空寻找反物质。反物质是

A.哲学上的物质概念

B.属于意识范畴

C.是物质的一种具体形态

D.是意识的具体表现形式

 

2014年9月,诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中主持的阿尔法磁谱仪项目取得了最新研究成果:宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质,暗物质的6个特征已有5个得到确认。这一研究结果从哲学上表明(  )

①思维与存在具有同一性 

②世界的真正统一性在于它的物质性

③意识能够能动地改造世界 

④物质与暗物质是整体与部分的关系

A.①②   B.①④   C.②③   D.③④

 

2014年9月18日,华裔物理学家丁肇中及其团队宣布了借助阿尔法磁谱仪寻找暗物质(反物质)的最新成果,在业已完成的观测中,暗物质的6个特征已有5个得到确认,这一研究结果将人类对暗物质的探索向前推进了一大步。这表明

A.意识不依赖于物质而存在,物质依赖于意识而存在

B.透过事物的现象,把握其本质与规律是认识的目的

C.认识世界,就是为了更好地改造客观世界

D.寻求真知是“实践、认识、再实践、再认识”的过程

根据现有理论,宇宙中的暗物质远远多于普通物质,暗物质碰撞会产生更多的正电子,最新研究发现,阿尔法磁谱仪观察到的410亿个宇宙射线事件中,约有1000万个是电子或正电子,从8吉电子伏特(1吉-10亿)的能量开始,正电子快速增加,在275吉电子伏特左右停止增长。研究人员称,观测到的正电子分布特征与暗物质理论的某个模型一致,该模型认为暗物质由一种称为“中轻微子”的粒子组成。不过,这些过量的正电子到底是来源于暗物质还是脉冲星等天文现象,还需要进一步分析确认。

A.分析宇宙射线中正电子的分布特征

B.寻找宇宙中暗物质的存在证据

C.确认正电子在宇宙射线中的比例

D.优化暗物质理论的某个模型

根据现有理论,宇宙中的暗物质远远多于普通物质,暗物质碰撞会产生更多的正电子,最新研究发现,阿尔法磁谱仪观察到的410亿个宇宙射线事件中,约有1000万个是电子或正电子,从8吉电子伏特(1吉-10亿)的能量开始,正电子快速增加,在275吉电子伏特左右停止增长。研究人员称,观测到的正电子分布特征与暗物质理论的某个模型一致,该模型认为暗物质由一种称为“中轻微子”的粒子组成。不过,这些过量的正电子到底是来源于暗物质还是脉冲星等天文现象,还需要进一步分析确认。

根据这段文字,研究人员的研究目的最可能是:

A.分析宇宙射线中正电子的分布特征

B.寻找宇宙中暗物质的存在证据

C.确认正电子在宇宙射线中的比例

D.优化暗物质理论的某个模型

从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。
一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。
在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。
“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。
暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。
暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。
为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。
中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。
暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。
“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。
暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。
现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。
国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。
下列属于暗物质间接探测方式的是:
A.卫星探测
B.地下探测
C.阿尔法磁谱仪探测
D.大型强子对撞机探测
从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。
一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。
在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。
“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。
暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。
暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。
为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。
中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。
暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。
“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。
暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。
现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。
国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。
(2)根据文章,下列说法正确的是:
A.天文学家最初通过万有引力原理发现了暗物质
B.证明了弱作用重粒子的存在即证明了暗物质的存在
C.目前科学界主要通过暗物质粒子的作用来探测暗物质
D.阿尔法磁谱仪已经成功探测到了暗物质的存在
从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。
一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。
在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。
“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。
暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。
暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。
为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。
中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。
暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。
“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。
暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。
现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。
国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。
目前国际上对暗物质的探测方法只有3种。
从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。
一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。
在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。
“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。
暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。
暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。
为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。
中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。
暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。
“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。
暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。
现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。
国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。
暗物质的概念最早是由茨威基在1930年提出的。
从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。
一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。
在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。
“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。
暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。
暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。
为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。
中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。
暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。
“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。
暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。
现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。
国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。
暗物质来自于宇宙大爆炸,并使得早期宇宙的温度持续升高。
从20世纪30年代至今,科学界从未停止对暗物质的探索。那么,什么是暗物质?找到它难在哪里?探索它又有何意义?2015年12月17日,由中国科学院总体研发的我国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空,它的一个使命就是寻找暗物质存在的证据。
一般情况下,凭借肉眼或借助工具就能看到普通物质,但暗物质是个例外。天文学家茨威基研究发现:在星系团中,看得见的星系占总质量的1/300以下,而99%以上的质量是看不见的。这一结论意味着星系团中有某种神秘物质被人忽略。
在当时,多数人并不认同茨威基的观点。不过,后来的宇宙观测结果越来越验证这一观点的可信性。因为按照万有引力原理,物体围绕中心旋转,越往外转动速度越低。但20世纪70年代,科学家在观测宇宙一些星系中的恒星运行速度时发现,往外看,围绕中心的速度并不都是衰减下去,有些和内圈恒星的速度差不多。理论上讲,越往外,物质越少,引力越小,速度也应该越低。科学家由此推测:外圈的那些能被直接观测到的、数出来的星星数目变少了,但其实内部的物质数量并没有减少,引力也没有变小,只不过没被观测到而已。这些天文观测直接看不到的物质被称为暗物质。
“虽然我们从来没有直接‘看到’宇宙中存在这种物质,但我们却发现了由于这种物质的引力作用对于其他可见的物质运动影响,这是我们断定宇宙中存在这种物质的理由。”中科院高能物理所研究员毕效军说。
暗物质的物理组成到底是什么?毕效军说,通常认为暗物质是一种不发光、不发出电磁波、不参与电磁相互作用的全新粒子。与通常物质一样,暗物质也有引力作用。根据引力效应,天文学家估算,宇宙由27%的暗物质、68%的暗能量和5%的普通物质组成。这些看不见的“大多数”就像披上了隐形衣一样,使长期以来在宇宙中占比最多的东西反而是人类最迟也是最难了解的,至今仅知道它们存在,还不清楚它们的性质。
暗物质如何产生?毕效军认为,和普通物质一样,暗物质应该也来自于宇宙大爆炸。在宇宙早期某一个时刻,宇宙温度非常高,粒子能量非常强,它们剧烈碰撞,在这种相互作用下,包括暗物质在内的各种各样的物质由此产生。
为了解暗物质这种存在于宇宙的隐身神秘“居民”,科学家做出了一些基于假设的理论模型,但物理学界渴望有实验研究的结果,特别是直接探测的结果,对这些理论模型进行验证。
中科院高能物理所研究员张新民介绍,国家科学界研究最多也最被粒子物理学家看好的暗物质模型是“弱作用重粒子”。主要因为这种粒子与普通物质有弱相互作用,所以具有可探测性。相比之下,其他暗物质模型,由于与普通物质的相互作用更弱,在现有的实验水平下探测到的可能性更小。
暗物质难以探测,除了不发光外,还在于它的速度快,难以捕捉。科学家测算,暗物质粒子每秒的运动速度为220千米,是56式半自动步枪子弹出膛速度的300倍。而且它们穿过人体时,不会留下任何痕迹,人完全没有感觉。
“暗物质粒子必须有相互作用我们才能‘看’得到它,但是现在具体是什么样形式的相互作用,我们是不知道的。”毕效军认为,如果能够测量到这种相互作用,就有望成功地探测到暗物质。
暗物质粒子探测卫星科学应用系统副总设计师范一中说,目前,暗物质粒子存在的证据都是通过引力相互作用发现的,实验中还没有确定的暗物质信号被探测到。国际上对暗物质的探测方式主要分为3类。第一类是加速器探测,这方面主要的探测设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机;第二类是在地下进行的直接探测,中国在四川锦屏山地下实验室中正在开展相关实验;第三类是间接探测,主要是在空间进行。因为物理学家们认为暗物质粒子的湮灭或衰变会形成各种正粒子、反粒子对,这些粒子对在太空中传播就成了宇宙中宇宙射线和伽马射线的一部分。我国发射的“悟空”就是采用这种探测方式,收集高能宇宙线粒子和伽马射线光子,通过其能谱、空间分布分析来寻找暗物质粒子存在的证据。
现在,国际上一项瞩目的工作是将强磁场和精密探测器送到太空。阿尔法磁谱仪是人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。2013年美籍华人物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的研究团队宣布,阿尔法磁谱仪发现了“弱作用重粒子”存在的依据,而“弱作用重粒子”就是一种暗物质的候选体,这意味着人类向认识暗物质方向前进了重要一步。2014年9月,丁肇中团队和东南大学发布合作研究成果表示,暗物质存在实验的6个有关特征中,已有5个得到确认,进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。
国际科学界认为,未来10到20年将是暗物质探测的黄金时代。
简要说明暗物质难以探测的原因。
要求:紧密结合材料,提炼观点,不超过75字。