暗物質(zhì)被認(rèn)為是宇宙研究中最具挑戰(zhàn)性的課題，搞清楚暗物質(zhì)的組成也是科學(xué)界十分重要的問題，因?yàn)檫@是理解宇宙形狀、大小甚至命運(yùn)的關(guān)鍵。

4月3日，在日內(nèi)瓦的實(shí)驗(yàn)室里，諾貝爾獎獲得者、華裔物理學(xué)家丁肇中向全世界第一次公布了阿爾法磁譜儀（AMS）項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果——AMS在太空實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中探測到40萬個正電子，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的想象。而發(fā)現(xiàn)正電子是證實(shí)暗物質(zhì)存在的重要前提之一?，F(xiàn)在丁肇中和他團(tuán)隊(duì)的研究成果，是不是就意味著發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)已經(jīng)近在咫尺了呢？

18年的第一個研究成果

此前包括美國費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡等項(xiàng)目都曾觀察到過正電子現(xiàn)象，但數(shù)據(jù)誤差很大，而AMS的誤差只有1%，丁肇中和他的團(tuán)隊(duì)在這條道路上前進(jìn)了一大步。

丁肇中和他的團(tuán)隊(duì)猜測，這些正電子極有可能就來自這些年來人類一直絞盡腦汁進(jìn)行尋找的暗物質(zhì)。

研究認(rèn)為，宇宙中最重要的成分是暗物質(zhì)和暗能量，暗物質(zhì)大約占宇宙質(zhì)量的25%，暗能量占70%，而人類所觀測到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量5%。但是長期以來，暗物質(zhì)和暗能量一直是個謎，盡管科學(xué)家們普遍認(rèn)可他們的存在，但是卻一直無法證實(shí)。

丁肇中是一個十分謹(jǐn)慎的人，他并不隨便發(fā)表自己的研究成果。從1994年開始尋找暗物質(zhì)，他已經(jīng)整整做了18年的實(shí)驗(yàn)，這也是18年來他關(guān)于該項(xiàng)目的第一個研究成果。因此，該成果引起了全世界物理學(xué)界的高度關(guān)注。

“丁肇中能夠取得這樣的突破，關(guān)鍵是他們設(shè)計(jì)了一個十分精巧的大型太空粒子探測器，也就是AMS，這個設(shè)備重達(dá)7.5噸，是當(dāng)前在太空中運(yùn)行的最強(qiáng)有力、最精確和最靈敏的粒子譜儀，代表著當(dāng)今世界前沿的科技水平。研究認(rèn)為暗物質(zhì)碰撞會產(chǎn)生額外的正電子，而這些正電子的特征會被AMS-02精確地測量到。另外一個方面，這個項(xiàng)目共邀請了來自16個國家和地區(qū)、54個研究機(jī)構(gòu)的近600名研究人員參與其中。”中國科學(xué)院院士、理論物理學(xué)家何祚庥在接受記者采訪時表示，該項(xiàng)目整整耗資21億美元，它是美國主導(dǎo)下的上世紀(jì)末和本世紀(jì)初世界上規(guī)模最大的科學(xué)計(jì)劃之一。

但何祚庥認(rèn)為，國內(nèi)的部分參與機(jī)構(gòu)及媒體有些過分夸大我國研究人員在AMS項(xiàng)目中的作用，盡管中國不少研究人員參與了這個項(xiàng)目，但是絕大多數(shù)都是承擔(dān)一些基本性工作。另外，有的還只是承擔(dān)了AMS項(xiàng)目的部分設(shè)備任務(wù)，并不涉及到暗物質(zhì)的有關(guān)研究。即便如此，何祚庥認(rèn)為，對我國一些專門從事暗物質(zhì)研究的機(jī)構(gòu)和人員而言，積極參與這種大型國際合作項(xiàng)目都是一種很好的鍛煉。

可能10年都難以證實(shí)發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)

盡管丁肇中團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)在暗物質(zhì)發(fā)現(xiàn)方面取得了前所未有的進(jìn)展和突破，但是何祚庥并不認(rèn)為丁肇中團(tuán)隊(duì)在短時間內(nèi)就能夠得出發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的確鑿結(jié)論?！翱赡茉?0年之內(nèi)，都不會有結(jié)果?！焙戊疋诱f。

事實(shí)上，丁肇中對自己團(tuán)隊(duì)是否發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)的表述也十分謹(jǐn)慎。丁肇中表示，根據(jù)目前的觀測結(jié)果并沒有完全的證據(jù)證明40多萬個正電子和暗物質(zhì)有關(guān)。他指出，要確認(rèn)正電子是由暗物質(zhì)粒子碰撞、湮滅產(chǎn)生的，還需觀測到正電子比例上升到峰值后是否有驟降。如果觀察到驟降，說明來自暗物質(zhì)對撞；如緩慢下降，則可能來自脈沖星。

“現(xiàn)在的關(guān)鍵問題是，丁肇中團(tuán)隊(duì)還沒有得出正電子比例上升到峰值后有驟降的可靠結(jié)論?！焙戊疋咏忉屨f，按照丁肇中目前的表態(tài)有兩個可能：其一是他已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些暗物質(zhì)的確切蹤跡，但是還需要接下來的進(jìn)一步證明；其二就是目前他本人對大量正電子的來源究竟是哪里也還不是十分確定。

丁肇中告訴媒體，作為AMS這樣一個大型物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，他必須保持冷靜，因此對正電子來源持開放態(tài)度，他認(rèn)為對他和他的團(tuán)隊(duì)而言，未來最重要是把數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地拿出來，不要有誤差。

根據(jù)丁肇中的計(jì)劃，在未來20年內(nèi)，在距離地球近400公里的國際空間站上，AMS將收集到3000億個數(shù)據(jù)。而這些數(shù)據(jù)，將會為解開暗物質(zhì)的神秘面紗提供新的重要證據(jù)。

暗物質(zhì)研究需要聯(lián)合攻關(guān)

何祚庥表示，暗物質(zhì)被認(rèn)為是宇宙研究中最具挑戰(zhàn)性的課題，搞清楚暗物質(zhì)的組成也是科學(xué)界十分重要的問題，因?yàn)檫@是理解宇宙形狀、大小甚至命運(yùn)的關(guān)鍵。

這些年，包括我國在內(nèi)世界上的很多國家都有專門力量在進(jìn)行暗物質(zhì)的研究，但是很多人存在的一個疑問就是：這樣的基礎(chǔ)性科學(xué)項(xiàng)目，投入大，風(fēng)險性極高，又沒有什么經(jīng)濟(jì)效益，全球科學(xué)家一起合作，進(jìn)行幾個項(xiàng)目不就完了？只要能夠證實(shí)暗物質(zhì)就行，無論是誰研究出來都無所謂。

“從理論上可以這樣，但是在實(shí)際工作中并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)檠芯堪滴镔|(zhì)有不同的方法，科研人員的觀點(diǎn)常常也很難保持一致，這就決定了在現(xiàn)實(shí)中，就某些基礎(chǔ)性的科學(xué)研究不可能在全球形成僅有的一個或者兩三個團(tuán)隊(duì)研究?！敝袊茖W(xué)院紫金山天文臺、中科院暗物質(zhì)與空間天文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員范一中在接受記者采訪時表示。

不過范一中也強(qiáng)調(diào)，目前在國內(nèi)，研究暗物質(zhì)的頂尖人物也就五六個人，整體力量十分薄弱，如果不進(jìn)行協(xié)作聯(lián)合，而是單打獨(dú)斗地進(jìn)行暗物質(zhì)研究，要想做出一些突破性的成果并不現(xiàn)實(shí)。

“實(shí)際上，我們現(xiàn)在的研究項(xiàng)目，就是大家聯(lián)合在做。”范一中說。而他所說的就是中科院紫金山天文臺的科研團(tuán)隊(duì)及國內(nèi)其他幾家機(jī)構(gòu)正在加緊研制的“暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星”，2011年12月23日，該項(xiàng)目已經(jīng)通過立項(xiàng)，目前進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)2015年6月前發(fā)射到外太空。

我國的“暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星”也將是我國第一個天文衛(wèi)星，重1.8噸，它未來將主要收集來自太空的各種射線，從而收集暗物質(zhì)存在的證據(jù)。

近些年上海交大以及清華大學(xué)研究人員也在國內(nèi)的地下實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行著相關(guān)實(shí)驗(yàn)，希望能夠?qū)ふ业桨滴镔|(zhì)存在的證據(jù)。

不過何祚庥表示，目前國內(nèi)科學(xué)界，很多研究人員過于注重發(fā)表研究論文，并不追求本項(xiàng)目研究在世界科學(xué)領(lǐng)域的實(shí)際突破，這也嚴(yán)重制約了我國研究人員科研成果的出現(xiàn)?！拔覀儜?yīng)該學(xué)習(xí)丁肇中那種18年磨一劍的精神。問題是，現(xiàn)在國內(nèi)是否能夠提供這樣的科研環(huán)境，也是一個不得不思考的問題?！焙戊疋诱f。