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發信人: felaray.bbs@ptt.cc (法拉魚) 看板: astronomy 標 題: [新聞] AMS(Alpha磁譜儀）最新結果 發信站: 批踢踢實業 (2013/04/25 Thu 12:31:35) 前言 AMS-02(又譯反物質太空磁譜儀)是2011年5月16日經由NASA太空梭攜帶升空,任務代號 STS-134,也算是太空梭時代結束前最後一次重要任務.當時有言論認為ISS(國際太空站) 的存在沒有實質科學意義,而AMS因為需要的動力很大,不適合獨立運作,所以決定裝載在 ISS上.這麼一來ISS和AMS有著同生共榮的關係. 其他還有AMS的開發歷史,從低溫超導磁鐵更換成永久磁鐵,還有要如何封閉這樣一塊超強 磁鐵所產生的磁場,這些花絮我個人都認為很精采,有興趣的可以找來看. ---- AMS(Alpha磁譜儀）最新結果 轉錄自ASIAA http://asweb.asiaa.sinica.edu.tw/modules/tadnews/index.php?nsn=24 Alpha磁譜儀是一套放在國際太空站的觀測設備，於2011年5月16日升空，預計可以操作 到2020年。這是一個國際合作計畫，共有來自16個國家、56個研究單位共同參與，這包括 了台灣的中研院物理所、中央大學物理系、中山科學研究院和國家太空中心。科學家透過 當中的磁譜儀可以準確地分析宇宙射線內的組成和通量，今年四月初，高能物理和天文界 最感興趣的議題（反物質與暗物質）由丁肇中院士揭開，丁院士(1976年諾貝爾物理獎得 主）所主導的Alpha磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer，簡稱AMS）計畫已獲得初步結 果，這項計畫最早於1995年提出，歷經波折，目的是要找尋宇宙中的反物質，進而確認暗 物質的真實身份，這對整個物理界來說是一項重要的成就。 反物質和暗物質都不屬於地球上的常見物質，尤其是暗物質，至今都不知道其真實身份， 只能透過暗物質對其他物質的萬有引力作用，間接確認它的存在。1930年，英國物理學家 狄拉克(Paul Dirac)基於對稱的概念，提出反物質理論，也就是說質量輕帶負電的電子繞 著質量重帶正電的質子，自然界也應該存在質量輕帶正電的正子繞著質量重帶負電的反質 子。1932年美國物理學家安德森(Carl David Anderson)在宇宙射線當中發現了正子（正 電子），1955年物理學家塞格雷(Emilio Gino Segr��)和張伯倫(Owen Chamberlain)找到 反質子，隔年考克（Bruce Cork）找到反中子，1996年，歐洲核物理研究中心首次合成出 反氫原子，反物質的存在是無庸置疑。但現今觀測顯示宇宙並沒有太多的反物質存在，不 符對稱原理的預期，這也是AMS計畫的主要目的之一：尋找宇宙中的反物質。 至於瞭解暗物質存在的歷史就晚了些，1933年，美國天文學家茲維齊（Fritz Zwicky)首 次發現星系團內的星系運動速度異常，根據均功定律(Virial theorem) ，從星系運動的 速度可以算出星系團的總質量，但結果與望遠鏡看到的不符。1970年代，美國天文學家魯 冰（Vera Rubin)發現螺旋星系的外圍公轉速度太快，星系需要更多質量才能維持外圍的 公轉速度，漸漸地，從不同尺度的觀測顯示，宇宙中存在一種不會發射電磁波、卻仍有萬 有引力作用的物質，我們稱為暗物質，暗物質無所不在，並且總質量是一般物質的六倍， 但至今仍然不知道暗物質是為何物。 有一派理論認為暗物質是大質量弱作用粒子（Weakly Interacting Massive Particle， 簡稱WIMP），屬於一種基本粒子，WIMP的相互碰撞可以產生反質子、正子和光子，AMS計 畫就是要找這樣的反物質。在前18個月的觀測，AMS總共得到250億筆資料，當中包括四十 萬個正子，能量分佈在0.5GeV到350GeV之間，AMS主要要知道宇宙射線中的正子分數（ positron fraction），正子分數是正子數佔正子數和電子數總和的比例（e+/(e++e-)） ，圖一是AMS前18個月的結果（只佔原預期資料的8%），橫座標是正子的能量分佈，縱座 標是正子分數，可以清楚看出能量大約在10GeV是一個分水嶺，能量低於10GeV，正子分數 隨能量增加而遞減，高於10GeV，則是隨能量增加而遞增（稱做正子數超量）。 現今理論認為低於10GeV的正子是來自於宇宙射線與星際介質中的氫和氦的碰撞所產生的 ，而高於10GeV的正子則是來自暗物質相互碰撞的結果。與其他觀測團隊的結果相比，AMS 的資料誤差小，準確度高，早先資料不夠準確，科學家認為這個正子數超量只是宇宙射線 與星際介質碰撞理論的參數不確定性，AMS的初步結果證實正子數超量是明確的，需要其 他理論解釋，暗物質碰撞便是其中一個，也可能來自脈衝星，這有待AMS未來二十年累積 的觀測結果。 --- 補充資料 AMS永磁體系統: http://file.lw23.com/1/17/173/173c2df0-007f-4e2f-965f-adbead025b77.pdf AMS-02 wiki http://ppt.cc/Bf0V 其他的相關資料我有些是從科學人雜誌看來的,有興趣可以去找看看. -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 220.136.168.14 |
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