【新春走基層】守望“悟空”，期待“暗物質”重大發現

圖為科研人員正在研判分析數據。

春節前夕，記者走進江蘇南京紫金山天文臺。

這里的一間間辦公室外表看起來毫不起眼，但仔細一看門牌卻是那么地高大上：“宇宙伽馬暴、中子星及相關物理研究團組”“太陽高能及相關物理過程研究團組”“暗物質理論組”……當然，名氣最大的還是“中國科學院暗物質與空間天文重點實驗室”，對，這就是習近平總書記多次講話提及的“悟空”暗物質探測衛星團隊。

走進監控大廳，迎面而來的就是寫有“精心設計嚴格要求齊心協作嚴保質量”的橫幅，紫金山天文臺副臺長、暗物質粒子探測衛星首席科學家常進研究員和范一中研究員正在操作計算機對接收的數據進行研判和分析。

“過去的一年，那只‘猴子’沒有讓我們失望。”常進言簡意賅地總結2018。“截至2018年年底，中科院紫金山天文臺研發的我國第一顆暗物質粒子探測衛星‘悟空’號已繞地球飛行了16597圈，探測宇宙粒子55億個。”他告訴記者，相同時間內，它積累的TeV以上的觀測數據相當于國際空間站上的日本量能器型電子望遠鏡和阿爾法磁譜儀實驗的5倍以上，意味著完成了其他“同行”至少10年的工作量。

春節到了，那只“猴子”依舊忙忙碌碌，奔跑在500公里高的太陽同步軌道上，為全人類肩負尋找暗物質、探索新物理的重任。每天清晨和傍晚，“悟空”都會路過中國上空，位于密云、喀什、三亞的三個數據接收點啟動程序，接收它回傳的約16G數據，再通過北京的國家空間科學中心，把數據整理“對齊”之后發給紫金山天文臺。而常進帶領的團隊就是要從日積月累的海量數據中分析出有價值的科學成果。

“關鍵數據還在持續積累，讓‘悟空’延長服役是一切研究的基礎。”常進說，過去的一年，他和他的團隊最主要的科研，還是圍繞“悟空”號進行的，它從遙遠宇宙傳來的大量數據、新奇發現，都被科學家們所珍視，團隊通過這些訊息，尋找和印證“暗物質”的蛛絲馬跡。“我們希望到2019年末，‘悟空’的‘火眼金睛’能成功探測到300個‘奇異’電子，這將為理論家們提供足夠的數據來研究‘奇異’電子的本質。如果真的與暗物質相關，那將是一項殊榮。”常進說，“年后，我們將發布有關宇宙高能粒子的最新觀測成果，這對研究宇宙線的起源，有重大意義。”

2017年度中國科學院青年科學家獎得主、“暗物質間接探測的相關物理研究團組”首席科學家范一中研究員告訴記者，“三年過去了，‘悟空’號探測器的狀況跟發射之初幾乎一模一樣，這非常難得，說明探測器的設計理念和工程制作都很過硬。”因表現出色、運行穩定，設計壽命三年的“悟空”被要求延時“退役”，再工作兩年，這也讓整個項目的性價比進一步提升。“悟空”號項目，衛星加上探測器花了8個億人民幣，看起來不是小數字。但如果橫向比較，丁肇中先生領銜的一個項目耗資20億美元，美國的一顆同類型衛星也花了7億美元。

當然，活潑勤懇的“悟空”也曾打過一次小盹，讓“師父”們著實擔心了一回。去年2月，研究員發現，“悟空”反常“怠惰”，接收到的數據量驟然銳減。“悟空”號每天僅運行成本就要70萬元，關機一天的損失相當于一輛豪華轎車。在通過對載荷參數的反復核查后，專家們判斷“悟空”號很可能是被太空中的粒子擊中，致程序寄存器反轉，探測器出于自我保護降低了局部的電壓……摸清病癥之后，“悟空”團隊在它再次經過中國上空時發出指令準確重啟，這只打盹19小時的“猴子”瞬間又活潑起來。

暗物質和暗能量被視為現代物理學和天文學的“兩朵烏云”，業內認為，揭開暗物質之謎將是繼日心說、萬有引力定律、相對論及量子力學之后的又一次重大飛躍。雖然，“悟空”團隊的日常工作看起來不夠戲劇化，也缺少記者們所喜歡的“現場畫面感”，但重大成果需要科學家們坐得住“冷板凳”， “悟空”號傳回的數據每天都需要有人接收并且分析。為了讓團隊里的年輕人能過個好年，過去3年，從臘月三十到大年初二，獨自一人值班收集數據成了常進的“保留節目”。

常進團隊的主體是“80后”，2015年“悟空”號發射成功的慶祝合影上，很多人還稚氣未脫。這些仰望星空的年輕人，同樣要面對生活中的柴米油鹽，他們的成長讓范一中很感慨：“就像總書記說的，奮斗本身就是一種幸福。年輕人只要奮斗，就會有前途、有出路。”中科大少年班畢業生李翔，雖然剛過而立之年，已經成為整個團隊中數據處理領域僅次于常進的專家。

“悟空”團隊已經把眼光投向遠方，太陽衛星已經得到國家的正式支持，團隊還在為下一顆暗物質衛星的發射做準備。范一中告訴記者：設計中的“悟空二號”，收集到的有效數據量將是“悟空”號的十倍！

記者 王夢然 孫慶