暗物质是一朵很迷人的“乌云”

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翻新时间：2023-08-07

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暗物质是一朵很迷人的“乌云”

据解放日报报道，丁肇中教授带来了人类有史以来最宏伟的科学探索工程──—国际联合空间站计划，他领导的小组将于２００５年发射阿尔法磁谱仪上天，在空间站上长期观测宇宙射线，以揭开暗物质、反物质之谜。此次，他将与上海交通大学商论合作事宜，携手解读这一朵“乌云”。这也是悬浮在物理天穹之上的四朵“乌云”之一。

所谓四朵“乌云”，是物理学最前沿的研究课题，还包括类星体的超高能量、寻找自由夸克、超引力和超对称。

丁肇中是继杨振宁、李政道后，第三位获得诺贝尔奖的华裔科学家。据介绍，１９７４年，他利用质子加速器，找到一种特殊的粒子，被证实为第四种夸克。Ｊ粒子的发现，丰富了人们对微观物质世界的认识，推动了粒子物理学的发展，因此在１９７６年获得诺贝尔物理学奖。

创造性地把粒子物理研究放到太空中进行，丁肇中是世界第一人。以前粒子研究是用高能加速器，尽可能地将粒子击碎后，细分观测。但这样做代价惊人，美国曾计划建造周长８０公里的加速器，因预算高达５０亿美元，只得作罢。他奇思妙想，到太空中的国际联合空间站上研究粒子，只需花费１０多亿美元，就能获得比地面加速器更理想的实验效果，可说“物美价廉”。

宇宙中究竟有没有反物质？不知道。按目前大家公认的假设，大爆炸会产生质量相同、电性相反的两种物质，有人认为反物质大量存在，只是在遥远的反物质宇宙中。有无反物质在地球上没法找到答案，因为反物质一旦进入大气层就“湮灭”了，只有到宇宙中研究，才能搞清反物质的真相。这也是丁肇中从“极小”走到“极大”的原因所在。

据介绍，困扰２０世纪物理学家的有四朵“乌云”，宇宙中的“暗物质”就是其一。根据相对论和万有引力定律，在宇宙的很多区域中，仅以我们能观察到的“亮物质”的质量计算，不可能产生现在观测到的这么大的引力，由此推断，要么是牛顿、爱因斯坦错了，要么存在既不发光、也不反光的暗物质，而且它们占宇宙总质量的比例高达９０％。它们在哪里？它们由什么构成？人们一无所知。

丁肇中认为，暗物质的确是一朵很迷人的“乌云”。破解“乌云”，意义重大。

丁肇中说，他的研究很可能根本没有用！但只是“眼前”没用，长远价值难以估量，这是基础研究的规律。量子力学创立之初，毫无用武之地，直到３０年后才大放异彩；核物理学建立时，大物理学家卢瑟福预言，“任何人期望从原子的嬗变中获取能量都是荒唐的臆想”，可２０多年后，原子弹爆炸了。基础研究，是任何应用研究起飞的平台，必须投入重兵力。

丁肇中透露，中国在高能物理方面，站在了世界前沿。１９９８年首次升入太空的阿尔法磁谱仪，其核心部分的永磁体就是中国制造。此行的重要目的就是与上海交大探讨阿尔法磁谱仪计划的合作事宜。