登陆注册
45099400000020

第20章 神秘的AMS

1998年6月2日下午6时8分(美国东部夏令时),我国时间是6月3日的清晨,一台大型的、现代化的科学实验仪器--阿尔法磁谱仪,简称AMS,搭载美国“发现号”航天飞机,成功地在太空遨游了10天,这是人类历史上第一次将一台大型的磁谱仪送入宇宙空间,标志着人类在探索宇宙奥秘的事业中揭开了新的篇章。

宇宙起源问题一直是人们探索的重大课题之一,宇宙大爆炸理论则是人们关注的焦点。为了早日揭开宇宙之谜,近几十年来,各国科学家曾提出过各种各样的研究方案,试图将一台大型磁谱仪送入太空;实现对宇宙空间带电粒子进行直接观测。

磁谱仪的关键部件是一个高强度、性能稳定、适合于太空运行的大型磁铁。由于制造这种磁铁技术性强,难度大,一直未能研制出这种磁铁,致使这一重大科研课题始终未能进行研究。

如今,我国科技人员为实现这一跨世纪的国际合作科学实验做出了重要的贡献,填补了这方面的空白,从而使这个长期悬而未决的问题有了研究的可能。

从指南针到阿尔法磁谱仪中的永磁铁,可谓源远流长,耐人寻味。指南针为我国古代的四大发明之一,世人皆知。早在战国时期(公元前475~前221年),人们便将磁石制成能够指示方向的仪器,称为“司南”。后来,人们又利用磁针指南,制成了人类历史上最早的指南针。到了北宋时期,古人已开始将指南针应用于航海技术中。在海船上,安装了指南针,它就能够准确地为人们辨认航向,为人类航海事业的发展做出了重大的贡献。到了南宋时期,指南针经阿拉伯人传到了欧洲,从而为欧洲航海家发现新大陆和实现环球航行提供了重要的条件。

今天,在制造太空运行的永磁铁方面,炎黄子孙又一次创造了奇迹。中国的科学家终于巧妙地用钕铁硼永磁材料研制出送入太空的第一个永磁铁,这是阿尔法磁谱仪的关键部件,从而为人类探索宇宙的奥秘,为人类的科学事业做出了应有的贡献。

安装在阿尔法磁谱仪上的这块永磁铁呈圆柱形,内径为12米,长为08米,它是由50阗个标准磁块组装而成的,重达2吨多。这种永磁铁有3个方面显著的特点:

首先,它的磁场强度大,高达1400高斯,相当于地球磁场强度的2800倍,这对于永磁铁来说实属罕见。采用这种高强度的磁铁,可以极大地提高阿尔法磁谱仪的灵敏度。

其次,“密封”得相当好,漏磁非常小,显示出其结构的绝妙之处。如此好的性能为运输和使用带来了极大的方便,不会影响航天飞机和空间站上各种仪器设备的正常工作。

最后,性能非常稳定。经检测和进行各项空间环境模拟试验,完全符合美国宇航局的各项要求。仅经过两次测试便合格,因而免去了第三次检测,这对于一个大型实验器件尚无先例,从而显示出中国科学家的聪明才智和认真负责的工作态度。

我国制造出这样高质量的永磁铁,成为人类进入宇宙空间的第一个大型磁体系统,令各国科学家赞叹不已。领导这项大型科学实验工作的γ中博士对这一研制成果给予了极高的评价,盛赞中国科学家和工程技术人员为阿尔法磁谱仪的实验工作做出的突出贡献。

四大发明是我们的祖先做出的,是我们古老文明的象征,每当谈及此事时,作为一个炎黄子孙便感到无比的自豪。今天,谈起阿尔法磁谱仪便会想到其核心部件--永磁铁,这也让我们感到一种巨大的鼓舞。

阿尔法磁谱仪由永磁铁和一组精密的探测器组成。在永磁铁产生的磁场中,带有正电荷的粒子在磁场力的作用下,向一个方向偏转;而带有负电荷的粒子则偏向另一个方向。通过永磁铁内部的探测装置,可以测量出粒子的动量、电荷,以及粒子运动的径迹,从而能够鉴别出粒子的类型。

利用阿尔法磁谱仪能够对宇宙线进行精确的测量。宇宙线来自太空,它们在大气层的顶部产生簇射,并有众多粒子击中地球。对这些高能量的粒子,科学家们已进行了大量的地面实验和大气实验,并进行了长期的研究,但利用像阿尔法磁谱仪这样的仪器来测量还是第一次。与上面介绍的那些探测器不同的是,阿尔法磁谱仪是运行在300多千米的高空,探测的是没有和大气原子发生作用的原始的宇宙线。

阿尔法磁谱仪经过10多天的成功飞行,取得了300多小时的数据,获取了3亿多个事例,观测到了原始的宇宙线粒子,其中有质子(占80%左右)、反质子和各种原子核。对测量结果的分析表明,采集的数据质量非常高,能够正确区分各种粒子,测量的精度已经达到了预期的要求。这一实验结果,引起了科学家们极大的兴趣。

在人类生存的环境中,对于各种元素的成分及其含量,各类同位素的含量百分比,人们已经进行了精确的测定。因而对于自然界的构成有了比较清楚的了解和认识。这对于人类利用自然、改造自然和保护生存环境是非常有益的。然而,有关宇宙间元素的构成,以及各种同位素的含量等有关问题,长期以来尚未进行过精确的测量,这对于人类来说,仍然是一个亟待解决的问题。希望阿尔法磁谱仪的太空之行,能够为我们提供许多新的科学信息,揭开宇宙的奥秘。

阿尔法磁谱仪经过改进以后,预计将于2003年送到阿尔法国际空间站,经过3~5年的运行,开展大规模的实验工作。

有美国、俄国、中国、意大利、德国等10多个国家和地区的37所科研单位的科学家和工程技术人员共同参与的这一重大的国际合作科研项目,开创了人类探索宇宙奥秘的新纪元。

随着天体物理学和高能物理学研究范围的不断扩大,宇宙线探测空间的外延,人们对探测仪器的要求必将越来越高。

发展新的探测技术,研制新型的探测装置已势在必行,阿尔法磁谱仪则是最具有代表性的一种,它更好地满足是了科学研究领域不断扩大、研究内容不断深入的需求。

同类推荐
  • 绿色世界(地球一小时)

    绿色世界(地球一小时)

    大气污染严重,草木植被日渐被高楼和工厂覆盖,稀有物种濒临灭绝,下一个会不会就是人类?杨小川的《绿色世界》倡导人们重建美好世界,珍惜地球,珍惜我们的世界。
  • 探索未知-奇特的地理现象

    探索未知-奇特的地理现象

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
  • 走进科学丛书:科学发现的探索

    走进科学丛书:科学发现的探索

    现在人们常听到“尤里卡”一词,20世纪90年代初法国总统密特朗提出过“尤里卡”计划,美国最大的太空计划也称作“尤里卡计划”。“尤里卡”是什么意思呢?“尤里卡”是希腊语的音译,中文意思是“我找到了!”
  • 求知文库-生物世界七彩光

    求知文库-生物世界七彩光

    按照生物的五界分类系统,植物和动物作为生物的两个高层次分类阶元,是分别从另一个阶元——原生生物界的一些不同门类中进化而来,而且与后者是呈并列关系的。
  • 动手做实验丛书--力学实验改进设计实践

    动手做实验丛书--力学实验改进设计实践

    该系列丛书主要介绍动手做实验,本书详细讲解了力学实验改进设计实践。
热门推荐
  • 魅祸重生:千金是恶魔

    魅祸重生:千金是恶魔

    她是高门千金,未出生就陷入阴谋;祖父漠视,祖母算计,最终惨死在实验台上。惊喜重生,她定要揪出幕后的罪魁祸首。祖母伪善,她就撕下她虚伪的脸皮;长辈贪婪,她就将人捧到高处再狠狠摔地;堂姐恶毒,她就让她与渣男凑对,人人厌恶。任魑魅魍魉出没,她自翻手风卷,覆手云动,阴谋一一破除,才发觉这个世界不是那么简单。古武、天庭、地府、造神。传说中的世界一一登场。只是上辈子早夭的小叔,这辈子是从哪里冒出来的。竟然还越过祖父母成为她的监护人,监守自盗,企图把她叼进了狼窝。[PS,本文双C,1对1宠文,身心干净。男强女强,非禁忌。]
  • 快穿之我是大主角

    快穿之我是大主角

    “你想成为主角吗?你想暴富吗?你想成为白富美走上人生巅峰吗?你想泡帅哥吗?欢迎加入《我是大主角》游戏,开始你的追梦旅行吧!”某男一脸谄媚的笑着,像极了奸商。可怜我铁骨铮铮陈灿居然相信了。……“喂!我不是主角吗?暴富呢?人生巅峰呢?帅哥呢?怎么到处都有人想要杀我啊?”生活不易,美女叹气。【且看陈灿爆笑穿越大千世界,走上人生巅峰】
  • 叛逆的镜子

    叛逆的镜子

    一个少年的叛逆故事,从少年到青年,选择堕落,也曾迷茫,终究找回自我。
  • 突然来的灵感

    突然来的灵感

    就是突然来的灵感,估计会很乱……将就的看吧…
  • 前驱(中国现代军事文学丛书)

    前驱(中国现代军事文学丛书)

    本书描写了1926—1927年由中国共产党领导的,以共产党员和共青团员为骨干的一支武装队伍,在北伐战争中的一段斗争生活故事。书中通过对几次战役的描述,着重表现了几个共产党员士兵和连、营长的光辉形象,并细致地刻画了主人公青年连长万先廷的成长过程。同时还揭露了蒋介石篡夺革命领导权的阴谋活动和北洋军阀吴佩孚的垂死挣扎。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 病王强宠神医妃

    病王强宠神医妃

    她是华夏最为古老隐世神医家族的当家人。被她视为亲妹妹的人却为了家主令勾结本家长老害她,既然如此。她又怎么能让他们得逞。一场鱼死网破。她重生为十二岁的相府庶女二小姐,娘亲缠绵病榻,爹不疼,嫡母恶毒,嫡姐伪善,恶仆仗势欺人,欺负我的十倍还回去,害我的百倍还给你。一纸契约,带着娘亲嫁他,她为他治好双腿。他放她自由。婚后。这男人宠她,护她,容不得别人污蔑她,陷害她。传言他暴戾阴鸷却唯独对她一人温柔宠溺。不过说好的治好了腿就分道扬镳呢?这男人为毛半夜爬上她的床,偏偏宠她宠到舍不得离开他的怀抱,只想让他继续宠下去。
  • 霍大佬的马甲小娇妻

    霍大佬的马甲小娇妻

    [女主多重身份+大佬男主+甜文]多年以后,一纸婚约,被安家抛弃的大小姐霸气归来,还顺带拐了帝都人人惧怕的“霍三爷”消息爆出后,媒体怒问:你有哪点配的上我们男神国际教育协会:会长,常回家看看吧!某黑客大佬:老大,要不要我去他们平台走一走风吟集团副董:赶紧回来,集团需要你当安大小姐层层马甲掉落,黑客大佬、设计界神话、风吟董事长...众人:惹不起,惹不起,祝大佬百年好合
  • 莐心如意

    莐心如意

    她是天之骄女,母亲是京家最高领导人,宠爱她的人是传闻中的京五,还有一位名义上的宋家姐姐。她从未想到过她真会栽在一个人身上。“您好,请问您对结婚对象有什么要求?”“要求很简单,下得了厨房,进得了厅堂。”“厨师?还有总裁?”“混合体也是可以。”“您这是要动漫角色......”“你说呢?”京莐的神秘微笑让远在一边的男人暴躁如雷。
  • 盛宠宫心

    盛宠宫心

    一个他,冷酷腹黑却又处处护她周全。另一个他,温润如玉却又若即若离。她要选择谁呢?又何必要选?她靠自己的智慧,斗宫女,斗皇后,斗太后,斗命运!男人不是等来的,不是选来的,是靠自己的能力赢来的!她说,因为我不漂亮,我就要很多很多的聪明,这样才不至于失身又失心,他说,因为我不温柔,我就要很多很多的计谋,这样才能赢得天下赢得你!