“尋找暗物質兩年‘悟空’來信：‘俺老孫可能捉到妖了’”
“領跑太空暗物質探測，‘悟空’貢獻中國智慧”
“‘悟空號’公布驚人發現：人類‘看見’疑似暗物質幽靈！”
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“悟空”項目團隊科研人員
北京時間2017年11月30日，著名科學期刊《自然》（Nature）雜志刊登了中國暗物質粒子探測衛星“悟空”（DAMPE）團隊歷時近兩年獲得的首批成果——成功獲取國際上精度最高的電子宇宙射線能譜，并且在電子宇宙射線能譜1TeV（1萬億電子伏特）處首次直接探測到拐折，其來源可能是暗物質。一時間，暗物質探測衛星“悟空”迅速登上各大媒體頭條，刷屏“朋友圈”。
2017年11月，“悟空”探測成果在線發表在《自然》雜志上。
“我們想通過‘悟空’的火眼金睛，找到暗物質這個‘妖魔鬼怪’”
暗物質，一個人類追尋多年的宇宙魅影。當前主流科學界認為，人類已經發現的普通物質（也就是標準粒子物理模型能解釋的物質）只占宇宙總物質量5％，剩余部分由27％的暗物質、68％的暗能量構成。
暗物質衛星首席科學家、中科院紫金山天文臺副臺長常進介紹說，暗物質是天文學家為了解釋宇宙中引力質量遠大于發光物質質量的疑難，而引入的一類新物質。它不發射、吸收、散射光子，也不參與電磁作用，既無法被直接觀測，與物質相互作用也很弱。
“你知道它就在那里，但不知道它是什么，也正因為它神秘又非常重要，暗物質與暗能量一起被稱為‘21世紀物理學晴朗天空中的兩朵烏云’。”常進說。
揭開暗物質之謎，被認為是繼哥白尼的日心說、牛頓的萬有引力定律、愛因斯坦的相對論、量子力學之后，人類認識自然規律的又一次重大飛躍。
這個科學前沿，中國不能缺席。
2015年12月17日，長征二號丁運載火箭從酒泉衛星發射中心將“悟空”送入太空。
2015年12月17日，我國暗物質粒子探測衛星“悟空”在酒泉衛星發射基地成功發射升空，它用“火眼金睛”幫助科學家尋找披著“隱身衣”的神秘暗物質。
“我們想通過‘悟空’的火眼金睛，找到暗物質這個‘妖魔鬼怪’。”常進介紹說，雖然暗物質“看不見”“測不著”，但暗物質粒子相互湮滅或者自身衰變，可以產生一些穩定的可觀測粒子，如伽馬射線、宇宙射線、中微子等。“悟空”的設計原理，就是要在太空中高精度測量伽馬射線、宇宙射線的能譜以及空間分布，來尋找暗物質粒子存在的證據。這也是目前國際上探測暗物質粒子的主要途徑之一。
“悟空”采用了紫金山天文臺自主提出的分辨粒子種類的新探測技術方法，實現了對高能（5GeV—10TeV）電子、伽馬射線的“經濟適用型”觀測。“悟空”在軌運行的前530天共采集了約28億顆高能宇宙射線，其中包含約150萬顆25GeV（1GeV＝10億電子伏特）以上的電子宇宙射線。基于這些數據，科研人員成功獲取了目前國際上精度最高的電子宇宙射線探測結果。
早在“悟空”上天之前，國際上已有一些空間探測器在嘗試搜尋暗物質。但由于探測器規模或設計方案的限制，它們的探測能區相對較低，分辨率和粒子鑒別本領也有限。而“悟空”采用了創新的設計方案，既可探測低能區，也能探測高能區，是世界上第一臺能在空間觀測直至10TeV能量電子和伽馬射線的儀器。同時，“悟空”的研制費用僅為其同類的美國費米衛星（Fermi）的1／7，國際空間站阿爾法磁譜儀2號（AMS02）的1／20。
相比于國際上同類探測器美國費米衛星（左）、阿爾法磁譜儀2號（右），“悟空”（中）觀測能段范圍最寬、分辨率最高、能譜結構特征也最為清楚。
“說‘悟空’是‘火眼金睛’一點也不為過。”常進自豪地說，“悟空”在同類設備中擁有工作能段最高、能量分辨率最高、粒子鑒別本領最強3項“絕技”。它的鑒別本領就好比在有上千萬人口的城市里找到特定的一個人，既要快，又要準。
目前，“悟空”采集了大量高能電子宇宙射線，清晰勾勒了電子宇宙射線在寬能量段的能譜行為，以高置信度觀測到了能譜在TeV處的拐折行為，并且在1．4TeV能量處發現存在精細結構的跡象。
根據“悟空”積累的觀測數據，科研人員發現在1．4萬億電子伏特（TeV）的超高能譜段突然出現劇烈波動，反映在圖上是一個“尖峰”。
中科院紫金山天文臺研究員范一中說：“電子能譜在高能區突然出現拐折，一定是有什么‘源’影響了它。現在我們不能確定就是暗物質影響了它，但如果能夠證明影響它的不是我們已知的物質，那就很有可能是暗物質了。”
這是近年來科學家離暗物質最近的一次發現。這一波動此前從未被人類觀測到，意味著中國科學家取得一項開創性發現。常進說，如果進一步研究確認與暗物質相關，人類就可以沿著“悟空”的腳步去找尋宇宙中5％以外的廣袤未知，這將是一個超出想象的成就。
“即便無法證明是暗物質的蹤跡，‘悟空’也為全人類打開了觀測宇宙的一扇新窗口。”常進說。中科院院長白春禮則認為，“悟空”取得的成果，表明中國科學家已經從自然科學前沿理論的學習者、繼承者、圍觀者，逐漸走到了舞臺中央，中國科學家長期以來在基礎科學前沿的投入和付出終于有了回報。
“悟空”背后的“師傅”們：平均年齡只有37歲，腳踏實地追逐夢想
一個“悟空”在天上飛，一個團隊在地上追。
“我們有監控人員，相當于‘隊醫’，每天給衛星體檢，監測運轉情況；有數據處理人員，經過科學分析程序，記錄有用粒子的各種信息；還有科學分析人員，要分析解釋‘悟空’收集到的數據意味著什么。整個團隊科研人員各司其職，互相配合。”常進向我們介紹，目前“悟空”項目團隊成員30余人，大部分都是80后，平均年齡只有37歲。
“悟空”項目團隊部分成員合影。整個團隊30余人，大多為80后，平均年齡37歲。
突破性成果的取得絕非易事。從上世紀80年代初，因國力不強、技術基礎薄弱，計劃中的天文衛星中途下馬，到“借船出海”加入國外高能宇宙射線研究項目，再到發射自己的暗物質探測衛星，獨立開展領先世界的研究，中國暗物質探測研究走過了艱辛而不平凡的逐夢歷程。
“只要堅持，夢想總是會實現的。”常進經常用這句話與團隊成員共勉。他把自己定義為一個“現實的理想主義者”：要有理想，但更要腳踏實地地干。
一組組畫面，生動記錄了“悟空”項目團隊的勇氣、拼勁和智慧。
“悟空”項目團隊科研人員在工作
當時“悟空”衛星的一個重要挑戰就是要提高觀測能力，擴大單個探測器的動態范圍至100萬倍。“這意味著什么？打個比方，如果把‘悟空’當成人的眼睛，去看一個籃球運動員，就是要既能看到這個人2微米的血小板，又能看見他2米高的身高，這個范圍之內的事物都看得清清楚楚。”常進和我們解釋。
為了解決這個問題，常進帶領他的團隊整整花了10年時間，在其他專家的幫助下，研究比較了30種方案，最終拿出了目前運用在“悟空”上的最優方案，獲得了空前成功。
“悟空”內部復雜的線路
“擼起袖子加油干，天上不會掉餡餅。”回首過往20余年的歷程，常進非常認同這句話。“悟空”發射短短兩年就取得了重要突破性成果，看似“餡餅”的背后，是科研人員付出的大量心血和汗水。
“做人不能吹毛求疵，但干航天一定要吹毛求疵。”常進說，他出生在江蘇泰興一個普通農民家庭，父親在世時一年大概能掙兩三萬元，而一顆衛星造價則是7億元。“空間試驗沒有任何改正錯誤的機會，一個很小的錯誤都可能造成衛星失敗，幾百人多年的努力就白費了，所以我們每個人必須對得起國家的這份信任與支持，對得起團隊多年的努力，小心翼翼、踏踏實實做好自己的每一件事。”
“我們很多人常常都是趕公交、地鐵的末班車回家。碰到難關，常老師就帶著我們通宵達旦攻堅處理問題。”2016年從美國留學回國加入“悟空”項目的團隊成員袁強深有感觸地說，工作一年多來，充分感受到整個團隊是一個很有責任感、充滿戰斗力的團隊，大家心往一處想、勁往一處使，每個人都非常自覺，做好各自的工作。
一點一滴的工作，日積月累的進步，終于獲得了回報和收獲，“悟空”項目團隊贏得了世界范圍內的掌聲和尊重。
習近平總書記在2016年、2017年新年賀詞中均為“悟空”點贊。2017年10月，黨的十九大報告再次點名“悟空”，并提出，“要瞄準世界科技前沿，強化基礎研究，實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破”。中國首顆天文衛星“悟空”正是中國科學家瞄準暗物質探測這一世界科學前沿所研發出的創新型太空探測“利器”，充分展現了中國科研人員的自信，為世界科技發展貢獻了中國智慧。
暗物質衛星“悟空”號首席科學家、中科院紫金山天文臺副臺長常進
說到當前新時代中國科技發展日新月異的變化，常進充滿自豪和自信，他堅信中國一定能成為科學強國，邁入世界科學發展的前沿陣地。“中國科研人員一定要有自信，我們已經逐漸走到世界科學發展的主席臺中央了。”常進說，整天跟著別人屁股后面搞研究，談何自主創新？外國技術路線不見得比我們強，關鍵在于我們找到了正確方法后自己能否守得住。
自信后面更是一份沉甸甸的責任。
“現在是搞科學研究最好的時代，如果現在這個時代還沒干出點東西來，那就有愧于黨和國家的信任。”談及未來，常進說：“就是腳踏實地地干，一步一個腳印地干。”（中央紀委監察部網站 蘭琳宗丨供圖：中科院紫金山天文臺）