阿尔法磁谱仪新发现：是不是暗物质要看最后一个结果

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全球关注的阿尔法磁谱仪项目18日公布最新研究成果，进一步显示暗物质可能存在。对此该项目首席科学家、著名华人物理学家丁肇中接受新华社记者采访时慎重表示：“是不是暗物质？要看最后一个结果。”

目前，科学界通过天文观测结果推测暗物质可能存在，但在半个世纪以来的宇宙射线实验研究中，还未发现暗物质存在的直接证据。根据现有理论，暗物质碰撞会产生过量的正电子，因此对正电子特征的精确测量对了解暗物质十分重要。

丁肇中教授18日晚在位于瑞士和法国边境的欧洲核子研究中心阿尔法磁谱仪控制中心对记者表示，暗物质碰撞产生过量正电子有6个特征，其中开始点、上升速率、最高点等5个特征都已被阿尔法磁谱仪测量到，最后1个特征就是测量正电子产生率会不会突然下降。

根据研究小组当日在美国《物理评论快报》上发布的结果，已发现的宇宙射线中过量正电子的5个特征分别为：正电子比例上升是从8吉电子伏特（1吉等于10亿）的能量开始；在速率方面，正电子占电子与正电子总数的比例快速增加；在275吉电子伏特左右停止增长；比例上升的过程较为均衡，没有明显的峰值；还有正电子似乎来源于宇宙空间的各个方向，而不是某个特定方向。

丁肇中曾因发现J粒子获得1976年诺贝尔物理学奖。他在接受采访时表示，新发现是他自1963年以来最重要的研究成果，“根据现在的结果，我们所找的东西一定是新的东西，从来没有见过的东西，是不是暗物质，要看最后一个结果”。

阿尔法磁谱仪项目研究团队认为，要证实过量正电子是由暗物质碰撞产生，6个特征缺一不可。最后一个特征就是正电子比例上升到最高点后是否有骤降，如果观察到骤降，说明过量正电子来自暗物质对撞；如缓慢下降，则可能来自脉冲星等天体。因此，阿尔法磁谱仪正在进一步测量相关数据。

“5个特征都被已经测量到了，最后1个特征就是产生率会不会突然下降，这个要花很多的时间，”丁肇中说，“很快下降一定是暗物质跟暗物质对撞产生正电子，因为暗物质能量有限，到一定能量以后就不可能再产生正电子，所以会突然下降。”

由于暗物质不与电磁波等产生作用，目前科学家只能通过其与物质的相互作用来间接“观察”暗物质。丁肇中解释说，在搜寻暗物质的道路上，主要有3种“目的相同、手段不同”的方法：利用粒子对撞产生暗物质观察其衰变的产生实验，测量暗物质散射至液体或固体的散射实验，以及基于暗物质碰撞产生正电子与反质子的原理在太空进行的湮灭实验。

作为湮灭实验的代表，阿尔法磁谱仪可在太空中对电子、正电子以及电子与正电子总和进行许多独立的测量。“阿尔法磁谱仪2”自2011年5月被送至国际空间站后已分析了410亿个初级宇宙射线事件，其中电子与正电子数量为1090万。

对于在与其他实验的竞争中能否跑在第一，首先发现暗物质存在证据的问题，丁肇中表示由于分析数据非常困难，所花费时间无法推测，但他“希望不是第二个”。