“悟空”抓到了什么“妖魔鬼怪”？

　　 常進盯著電腦屏幕上一條紅色的曲線，不敢相信自己的眼睛。

　　一種矛盾又復雜的心情，在這位暗物質粒子探測衛星首席科學家心中涌起：這條奇怪的線，究竟是重大發現的苗頭，還是我們的衛星沒有把數據測準？

　　一年后，常進懸著的心才放下。2017年11月30日，英國《自然》雜志在線發表了暗物質衛星“悟空”獲得的一條世界上最精確的高能電子宇宙射線能譜，人類觀察宇宙的窗口再次被拓寬。

　　走進“無人區”

　　根據人類已知的物理規律，來自宇宙空間的宇宙射線能譜隨著能量的升高，收集到的電子數量越來越少，應該是“往下掉”的。不管是美國費米衛星，還是丁肇中領導的阿爾法磁譜儀，都已經畫出了這條緩緩向下的曲線。

　　然而，隨著能量的升高，探測難度越來越大。受制于能量測量范圍的限制，在1萬億電子伏特以上的能量區域，人類幾乎已經無計可施。

　　這片空白的“無人區”里究竟有什么？中國人決定自己造顆衛星，看個究竟。

　　2015年12月，“悟空”作為中國科學院空間科學戰略性先導科技專項的首發星發射升空。“美猴王”的核心使命，就是尋找暗物質粒子存在的證據，并進行天體物理研究。

　　“悟空”在高能電子、伽馬射線的能量測量準確度以及區分不同種類粒子的本領這兩項指標上世界領先，尤其適合尋找暗物質粒子湮滅過程產生的非常尖銳的能譜信號。

　　這是一只真正的“火眼金睛”。用形象的比喻來說，“悟空”能同時看清一個2米高的籃球運動員，以及他身體里的每一個血小板。

　　利用這只“眼睛”，常進團隊開始了對宇宙的搜索。

　　奇異的“尖尖”

　　天文觀測表明，宇宙中的暗物質是普通物質的5倍，其物理本質是國際粒子物理和天體物理領域的最重大問題之一。在較低的能量區域，“悟空”畫出的能譜與其他衛星基本一致，呈現緩緩下降的趨勢。這種下降行為，對判定較低能量區域的電子宇宙射線是否來自暗物質，能起到關鍵作用。

　　出人意料的是，當能量繼續升高時，一個人類從未想到的現象出現了。

　　那條本該繼續下降的線上，在1.4TeV的地方卻突然出現了一個突起。這意味著，在這個能量上，有大量高能電子被“悟空”觀測到。

　　由于暗物質湮滅或衰變時，就會產生這樣的高能電子和伽馬射線，中科院院士吳岳良認為，這個奇異的電子能譜，可能暗示了暗物質粒子存在的新證據。

　　“衛星測到的這個‘尖尖’混入的‘雜質’極少，‘純凈’度很高。”不過常進也坦言，目前的結果是基于已采集到的530天數據得到的，想進一步提高可靠性，還得繼續積累數據。

　　“現在衛星運行良好，正持續收集數據。”他說，“一旦這個地方的精細結構得以確證，相信將是粒子物理或天體物理領域的開創性發現。”

　　言下之意，不管這個“尖尖”是不是暗物質，它都可能是一個重要成果。如果它是暗物質，那“悟空”將撥開現代物理學的一朵“烏云”；如果它不是暗物質，那它將會是一種從沒被人預測過的全新粒子或天文現象，將把人類想象力的高度再次刷新。

　　“人類會記住今天”

　　“悟空”的功夫并非一天練就。常進和他的同事，20年來一直在探索用最簡潔和高效的辦法直接獲取能譜數據。

　　2011年1月，中科院啟動實施了空間科學先導專項，常進的構想獲得了重點支持。受益于這顆衛星的，不只是科學家。中科院國家空間科學中心主任、空間科學先導專項負責人兼科學衛星工程常務副總指揮吳季回憶，當時對“悟空”的設計曾有兩個方案，一是將1.4噸的探測器放在現成的衛星平臺上，但這樣衛星總重超過3噸，必須用更大的火箭發射，光運載費就要增加五六千萬元。

　　第二個方案則是將衛星所有服務設施都安裝在探測器周圍，也就是以科學載荷為中心的衛星設計理念。“最后，中科院微小衛星創新研究院僅增加了400公斤就實現了完整的衛星功能，使得載荷與整星的質量比達到了73%。”吳季說，“這種設計在中國是第一次，在世界上也是少有的。”

　　“悟空”的出色表現，也讓中科院院長白春禮感受到堅持在基礎前沿領域長期投入和付出的正確。

　　“今天是一個非常重要的日子，也許在人類科學發展的歷史上，大家會記住今天。”正如白春禮所說的那樣，“中國科學家已經從自然科學前沿重大發現和理論的學習者、繼承者、圍觀者，逐漸走到了舞臺中央。”