??他做事嚴謹,對錯誤零容忍,自己一絲不茍,也要求他人一絲不茍;他不畏多數(shù),不怕譏諷,不迷權(quán)威。他就是科學界有“科學沙皇”之稱的丁肇中。
著名的華裔美籍實驗物理學家丁肇中,1936年1月生于美國密歇根州安娜堡,祖籍中國山東省日照市。1974年,在他38歲的時候,因發(fā)現(xiàn)宇宙新粒子——“J粒子”獲得諾貝爾物理學獎。始終位居高能物理實驗研究最前沿的丁肇中,在他58歲的時候,又開始了一個難度更高的征程——探索宇宙暗物質(zhì)。
這是一個雄心勃勃的目標,也是一項艱難的工程,更是一個往里“砸”大錢的計劃。為實現(xiàn)這一目標,實驗室要搬到國際空間站,儀器要具有世界級的最高靈敏度,但結(jié)果卻并不一定看好。近20多年來,他率領(lǐng)著來自16個國家的數(shù)百位科學家,一邊尋找著看不見摸不著的暗物質(zhì)粒子,一邊抵抗著某些科學家的冷嘲熱諷。
實驗的準備過程艱巨而漫長,在丁肇中的死命堅持下,NASA終于把他們的阿爾法磁譜儀送上了天。2013年3月,在美國科學促進會上,丁肇中作為麻省理工學院研究團隊的領(lǐng)銜人和發(fā)言人,正式對外宣布,阿爾法磁譜儀發(fā)現(xiàn)了弱相互作用的大質(zhì)量粒子WIMP存在的證據(jù)。
2014年9月18日,丁肇中研究組的研究結(jié)果發(fā)表在《物理評論通訊》雜志上。這項成果是半個世紀以來人類在探索暗物質(zhì)上的一個非常重要的進展,它不僅顯示了暗物質(zhì)存在的新證據(jù),而且也為這項艱巨的研究計劃找到了一個突破口,證明這一探索手段是可行的,因而給人以極大的鼓舞,由此掀起了暗物質(zhì)研究的熱潮。
轉(zhuǎn)載于《科學歷2018科學史上的今天》,科學π工作室出版。
科學小講堂
暗物質(zhì)(Dark Matter):是理論上提出的可能存在于宇宙中的一種不可見的物質(zhì),它可能是宇宙物質(zhì)的主要組成部分,但又不屬于構(gòu)成可見天體的任何一種目前已知的物質(zhì)。大量天文學觀測中發(fā)現(xiàn)的疑似違反牛頓萬有引力的現(xiàn)象可以在假設(shè)暗物質(zhì)存在的前提下得到很好的解釋?,F(xiàn)代天文學通過天體的運動、引力透鏡效應(yīng)、宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)的形成、微波背景輻射等觀測結(jié)果表明暗物質(zhì)可能大量存在于星系、星團及宇宙中,其質(zhì)量遠大于宇宙中全部可見天體的質(zhì)量總和。結(jié)合宇宙中微波背景輻射各向異性觀測和標準宇宙學模型(ΛCDM模型)可確定宇宙中暗物質(zhì)占全部物質(zhì)總質(zhì)量的85%。
目前一種被廣泛接受的理論認為,組成暗物質(zhì)的是“弱相互作用有質(zhì)量粒子”(weakly interacting massive particle, WIMP),其質(zhì)量和相互作用強度在電弱標度附近, 在宇宙膨脹過程中通過熱退耦合過程獲得目前觀測到的剩余豐度。此外,也有假說認為暗物質(zhì)是由其他類型的粒子組成的,例如軸子(axion),惰性中微子(sterile neutrino)等。
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