太空中的火眼金睛悟空号暗物质粒子探测卫星

　　【晒晒咱的国之重器19】
　　光明日报记者 杨舒
　　距离地面500公里左右的太阳同步轨道上，来自中国的＂悟空＂正在遨游。
　　每天，这颗1米见方的小小卫星绕地飞行大约15圈，用＂火眼金睛＂努力探测着宇宙高能粒子的踪迹。
　　这只＂孙猴子＂到底在找什么？
　　其实，浩瀚的银河系中，除了恒星、行星等这些我们肉眼可见的天体，还可能存在许多看不见的暗物质。科学家们推测，它们不发光、也基本不与其他物质有相互作用，在一般光学手段观测下，犹如＂隐身＂。
　　不过，当一对暗物质粒子偶然碰撞时，可能会湮灭，并放出电子、正电子和伽马射线等高能粒子。如果能够精确＂捕捉＂到这些粒子的信息，就可能反推出暗物质存在的蛛丝马迹。
　　2021年9月7日，＂悟空＂号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据向全球公开。自2015年12月17日成功飞天，＂悟空＂一次次所发布的宝贵数据令世界瞩目，推进着人类对宇宙的进一步认识。
　　这只＂孙猴子＂到底长什么样？
　　这颗由中国科学院研制生产的卫星，体积比一张办公桌大不了多少，像一个倒立的银白色四层蛋糕，有效载荷却达到1.4吨，内部集成了近8万路电子学信道。从上到下，＂悟空＂装备有四大探测器：塑闪阵列探测器、硅阵列径迹探测器、BGO（锗酸铋）量能器和中子探测器。其中，BGO量能器包含300多根60厘米长的锗酸铋晶体。这些漂亮的＂水晶棒＂犹如孙悟空的＂金箍棒＂，对入射粒子的能量能进行极为灵敏的测量。
　　它的视力究竟要多强，才能称得上＂火眼金睛＂？
　　据＂悟空＂号首席科学家、中国科学院院士常进介绍，＂悟空＂号是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间宇宙线探测器，也是我国第一颗空间天文卫星。它平均每秒就能＂捕捉＂60个高能粒子，可以对GeV到数十TeV量级之间的电子、伽马射线等宇宙线粒子进行测量。
　　这是什么概念？1GeV是10亿电子伏特，1TeV是1000GeV，即1万亿电子伏特。而人眼所能接收到最敏感的可见光能量，仅仅约为2电子伏特。
　　飞行6年多，＂悟空＂号已经完成全天区扫描超过11次，获取了百亿个高能宇宙射线事件。每天清晨和傍晚，这只＂孙猴子＂都会飞过中国的上空。位于北京密云、新疆喀什和海南三亚等处的接收站每天接收着＂悟空＂号传回的数据，透过这些数据，暗物质的面纱已陆续被揭开……
　　2021年5月，＂悟空＂号团队绘出迄今最精确的高能氦核宇宙线能谱，并观测到能谱新结构。这是＂悟空＂号继精确测量电子能谱、绘制高能质子宇宙线能谱后，第三次发布重要科学结果，标志着我国空间高能粒子探测已跻身世界最前列！
　　国际物理学界普遍认为，揭开暗物质之谜，将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次基础科学变革。
　　踏入暗物质探测竞赛的前沿，中国科学家们相信，借助＂悟空＂＂火眼金睛＂的广大神通，我们将可以窥见崭新的宇宙面貌，离逮住那＂看不见摸不着＂的暗物质，也许不远了！
　　《光明日报》（ 2022年02月22日01版）