“阿爾法磁譜儀2”升空搜尋暗物質和反物質

　　包括中國研究人員參與的大型國際科技合作項目——“阿爾法磁譜儀2”，4月29日（當地時間）由美國“奮進”號航天飛機送入國際空間站，開始長達十余年的尋找反物質、暗物質、多重宇宙以及探測宇宙射線之旅。

　　這一項目投入達20億美元，領導者為我們熟知的美籍華人丁肇中。對于搜尋在地球上還沒有任何現身苗頭的反物質和暗物質，該儀器身負厚望。1998年，其前身“阿爾法磁譜儀1”曾為同樣目的升空探索，但沒有收獲。

　　探索未知的“阿爾法磁譜儀2”

　　2009年末，美國《科學》雜志在公布當年十大科學突破的同時，預測2010年最值得關注的研究方向，阿爾法磁譜儀（AMS）名列其中。

　　2010年8月底，在位于日內瓦的歐洲核子研究中心（CERN，大型強子對撞機研究機構）阿爾法磁譜儀實驗室，“阿爾法磁譜儀2”組裝完成，后被運往美國肯尼迪航天中心，等待航天飛機載它一程。

　　在升空到站后，“阿爾法磁譜儀2”將沐浴著宇宙射線永恒的安置在國際空間站上。其實自2010年起，國際航天領域的科研趨勢已越來越傾向于提高國際空間站的科研資源利用率。美國國家航空航天局（NASA）、俄羅斯航天局、歐洲航天局都在探討如何協調該站內的人力物力。

　　這是被認為繼人類基因組計劃、國際空間站計劃、強子對撞機計劃之后的又一個大型國際科技合作項目。研究人員來自美、歐、亞三大洲16個國家和地區的56個研究機構，包括中國的中科院電工研究所、高能物理所以及數所大學。整個項目由1976年的諾貝爾物理學獎獲得者、美籍華人科學家丁肇中構思、設計，再由概念化帶入實際。

　　“這就是所謂心血結晶，”美國媒體這樣評論道，“如果這臺儀器按計劃實現目標——探測到了暗物質的蛛絲馬跡，那它將給丁肇中帶來人生中另一座諾貝爾獎杯。”

　　美國《大眾科學》雜志在線版28日文章稱該儀器為“世界最大的太空實驗設備”，且該型的阿爾法磁譜儀超級靈敏，設計出生就是一個目的——研究宇宙最深處的謎：所有的反物質曾發生過什么？又是什么產生了暗物質？

　　據歐洲核子研究中心27日發表的公報，丁肇中介紹項目時稱，“阿爾法磁譜儀2”將從空間探索反物質、暗物質和宇宙射線等問題，然而最令人興奮的是，它將探測未知。

　　它的未來與科學的未來

　　英國《自然》雜志在本年初展望2011重大科學進展時就指出：“暗物質的關鍵時刻到來”。意大利巨石峰國家實驗室進行的XENON100實驗、美國的低溫暗物質搜尋實驗計劃（CDMSII）等都在殫精竭慮地搜尋暗物質粒子。

　　至于反物質，歐洲核子研究中心的大型強子對撞機、美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機等實驗設施都在對其虎視眈眈。就在上個月末，布魯克海文國家實驗室首次觀察到了新型反物質反氦-4，這是迄今科學家觀察到的最重反物質。盡管宇宙中不一定存在很多反氦-4，但“阿爾法磁譜儀2”會致力其他更重的反核或宇宙中某個包含更多反物質的區域，它們將更能說明問題。

　　早在1998年6月2日，前輩“阿爾法磁譜儀1”就開始隨美國“發現”號航天飛機升空進行科學探索，其研究目標與它的2代相同。“阿爾法磁譜儀1”拿到了大量的數據，不過當然，那一次并沒有發現科學家所要的暗物質和反物質，不然現在科學的一切恐怕都要變了番模樣。

　　隨后，對第2代的研制開始。按照當時計劃，在2004年“阿爾法磁譜儀2”就應由航天飛機送入太空中。但2003年“哥倫比亞”號失事事件痛傷NASA，也使航天飛機可靠性備受詬病，“阿爾法磁譜儀2”的行程因此受到牽連，被一再拖后。

　　于是，研究人員們決定對“阿爾法磁譜儀2”這一型的設備進行改進：其中包括曾嘗試用超導磁體代替永磁體，但最終的模擬空間測試讓科學家決定依舊使用永磁體。目前“阿爾法磁譜儀2”采用的永磁體仍是1998年1代在太空實驗時使用的。

　　在“阿爾法磁譜儀2”抓走人們眼球的同時，不能忽略的是，此次發射也是“奮進”號航天飛機最后一次執行飛行任務。這一任務期為14天，目的就是為把“阿爾法磁譜儀2”設備“押送”往國際空間站。此后，緬懷它的人們或許只能到航天博物館去憑吊航天飛機曾經的輝煌。但按照美國《大眾科學》雜志的說法，（如果磁譜儀有了改變人類科學的發現），那此次“押送”將成為航天飛機所有飛行任務中最大的成就。