是不是暗物質要看最後一個結果——丁肇中解讀阿爾法磁譜儀新發現

全球關注的阿爾法磁譜儀項目１８日公佈最新研究成果，進一步顯示暗物質可能存在。對此該項目首席科學家、著名華人物理學家丁肇中接受新華社記者採訪時慎重表示：“是不是暗物質？要看最後一個結果。

目前，科學界通過天文觀測結果推測暗物質可能存在，但在半個世紀以來的宇宙射線實驗研究中，還未發現暗物質存在的直接證據。根據現有理論，暗物質碰撞會產生過量的正電子，因此對正電子特徵的精確測量對了解暗物質十分重要。

丁肇中教授１８日晚在位於瑞士和法國邊境的歐洲核子研究中心阿爾法磁譜儀控制中心對記者表示，暗物質碰撞產生過量正電子有６個特徵，其中開始點、上升速率、最高點等５個特徵都已被阿爾法磁譜儀測量到，最後１個特徵就是測量正電子產生率會不會突然下降。

根據研究小組當日在美國《物理評論快報》上發佈的結果，已發現的宇宙射線中過量正電子的５個特徵分別為：正電子比例上升是從８吉電子伏特（１吉等於１０億）的能量開始；在速率方面，正電子佔電子與正電子總數的比例快速增加；在２７５吉電子伏特左右停止增長；比例上升的過程較為均衡，沒有明顯的峰值；還有正電子似乎來源於宇宙空間的各個方向，而不是某個特定方向。

丁肇中曾因發現Ｊ粒子獲得１９７６年諾貝爾物理學獎。他在接受採訪時表示，新發現是他自１９６３年以來最重要的研究成果，“根據現在的結果，我們所找的東西一定是新的東西，從來沒有見過的東西，是不是暗物質，要看最後一個結果。

阿爾法磁譜儀項目研究團隊認為，要證實過量正電子是由暗物質碰撞產生，６個特徵缺一不可。最後一個特徵就是正電子比例上升到最高點後是否有驟降，如果觀察到驟降，說明過量正電子來自暗物質對撞；如緩慢下降，則可能來自脈衝星等天體。因此，阿爾法磁譜儀正在進一步測量相關數據。

“５個特徵都被已經測量到了，最後１個特徵就是產生率會不會突然下降，這個要花很多的時間，丁肇中說，“很快下降一定是暗物質跟暗物質對撞產生正電子，因為暗物質能量有限，到一定能量以後就不可能再產生正電子，所以會突然下降。

由於暗物質不與電磁波等產生作用，目前科學家只能通過其與物質的相互作用來間接“觀察暗物質。丁肇中解釋說，在搜尋暗物質的道路上，主要有３種“目的相同、手段不同的方法：利用粒子對撞產生暗物質觀察其衰變的產生實驗，測量暗物質散射至液體或固體的散射實驗，以及基於暗物質碰撞產生正電子與反質子的原理在太空進行的湮滅實驗。

作為湮滅實驗的代表，阿爾法磁譜儀可在太空中對電子、正電子以及電子與正電子總和進行許多獨立的測量。“阿爾法磁譜儀２自２０１１年５月被送至國際空間站後已分析了４１０億個初級宇宙射線事件，其中電子與正電子數量為１０９０萬。

對於在與其他實驗的競爭中能否跑在第一，首先發現暗物質存在證據的問題，丁肇中表示由於分析數據非常困難，所花費時間無法推測，但他“希望不是第二個。（完）