中國永磁體再次「出征」大宇宙 尋找反物質(圖)

　　新華網北京5月16日電（記者 余曉潔）16日，幾經推遲之後，高精度粒子探測器——「阿爾法磁譜儀2（AMS–02）」搭乘美國「奮進號」太空梭的「絕唱之旅」，駛入寰宇。未來10年或更長時間裡，它將在國際空間站運行，尋找反物質和暗物質，探索宇宙的起源及其構成。

　　「鮮為人知的是，它體內有一顆強大的『中國心』——一塊『MADE IN CHINA』、內徑約1．2米、重約2．6噸、中心磁場強度1370高斯的環形巨大永磁鐵。」中科院高能物理研究所所長、中科院院士陳和生接受新華社記者專訪時說。

　　「阿爾法磁譜儀」實驗是一個大型國際合作科學實驗項目。由諾貝爾物理學獎得主、華裔美國科學家丁肇中教授領導，美國、中國、德國等16個國家和地區的數百名研究人員參與其中。陳和生是這個團隊首批科學家和主要成員之一。

　　反物質和暗物質是兩種「神秘」物質。從理論上講，它們應當存在，但現實中還沒有找到證明它們存在的真憑實據。「宇宙是最終的實驗室。」丁肇中在4月底發表的公報中表示。

　　「要分辨物質與反物質，就得想辦法測量粒子帶正電還是負電。這就需要把一個巨大的磁鐵送到太空中去。如果使用常規磁鐵，到處瀰漫磁場根本無法在太空中運行。」陳和生說。

　　1998年6月，「阿爾法磁譜儀1（AMS–01）」搭載美國「發現號」太空梭首次進入太空，成為人類送入宇宙空間的第一個大型磁譜儀。當時，陳和生在佛羅里達州肯尼迪航天中心親歷了那次為期10天的實驗。

　　「這10天里，中國永磁體經受住了考驗，工作正常。時隔13年後的今天，它再次『披甲上陣』，到國際空間站做長期實驗，幫助AMS–02『捕捉』神秘的反物質和暗物質。」談起AMS–02最核心部件——中國造永磁體，陳和生無比自豪。

　　丁肇中曾多次坦言，磁譜儀項目是他40多年科研生涯中遇到的「難度最大」的實驗，甚至比當初為他贏得諾獎的J粒子實驗還要「困難得多」。

　　「最大的挑戰就是要將大型磁鐵放入太空。」丁肇中說。美國國家航空航天局（NASA）對磁鐵的負載安全要求極高。一是要降低漏磁，避免干擾太空梭和空間站其他儀器的工作。二是磁二極矩必須極小，以免磁譜儀在地球磁場作用下產生轉動。

　　按照慣例，NASA對搭載大型設備需做三次安全評估，而中國製造的釹鐵硼磁鐵只做了兩次就順利「闖關」。業內人士說，這在NASA檢驗史上還是第一次。

　　這塊強大的「中國心」到底神奇在哪裡？

　　「中科院電工研究所、高能所和中國運載火箭技術研究院的科學家們通力合作，選擇新型高磁能積釹鐵硼材料，採用獨特的『魔環』結構磁路設計，64個磁化方向連續變化的永磁條安裝其中。這種結構使永磁體磁場約束在AMS磁體內部，漏磁和磁二極矩比NASA的要求小了一個數量級。」陳和生說。

　　不久前，AMS–02曾進行模擬空間測試。科學家根據測試結果決定，沿用曾服役AMS–01的中國永磁體，它可以使磁譜儀使用壽命長達18到20年。

　　此外，AMS－02在AMS－01的基礎上增加了若干新的子探測器。其中，中科院高能物理研究所與中國航天科技集團公司的專家和義大利、法國同行共同研製出作為探測器關鍵部分的電磁量能器。

　　「電磁量能器能精確測量光子和電子的能量，並排除宇宙線質子的本底，對探測的暗物質粒子十分關鍵。」陳和生說。

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