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《悟空传:暗物质空间探索的中国方案》

来源:  发布时间:2026-03-16

  在人类探索宇宙的征程中,暗物质始终是神秘的谜题之一,它如同笼罩在科学界的“幽灵”,吸引着全球顶尖科研力量的目光。202411月,江苏凤凰科学技术出版社推出《悟空传:暗物质空间探索的中国方案》。这本书由中国科学院紫金山天文台的一线科学家团队编著,它不仅仅是一本记录“悟空号”卫星研制历程的科学纪实,更是一部承载着中国科学家探索精神与东方智慧的史诗。

  暗物质探测的全球竞赛始于20世纪下半叶,但中国在该领域的研究曾长期处于空白。转折点出现在1998年,紫金山天文台青年学者常进提出创新方案:利用超薄量能器捕捉暗物质湮灭产生的高能电子宇宙线。这一设想突破了传统探测方法的局限,为后续卫星设计奠定了物理基础。2011年,在缺乏经验、设备、团队的三重困境下,中国科学家仅用4年便完成从立项到发射的壮举,创造了航天工程史上的“悟空速度”。20151217日,“悟空号”在酒泉卫星发射中心升空,标志着中国成为全球第三个拥有暗物质专用探测卫星的国家。

  卫星研制过程中,中国团队攻克了多项世界级难题。其中最关键的当数600mm长锗酸铋(BGO)晶体生长技术——这种能精确测量高能粒子能量的核心材料,此前仅有欧洲能生产。紫金山天文台联合中国科学院高能所组建攻关小组,在实验室连续奋战18个月,最终培育出世界最长的BGO单晶,将能量分辨率提升至国际领先水平。卫星的“火眼金睛”还体现在其独特的结构设计上:采用塑料闪烁体、硅微条、BGO量能器、中子探测器四层复合探测系统,如同在太空部署了一台精密的“粒子分拣机”,能准确识别电子、质子、氦核等不同宇宙线成分。

  自2015年入轨以来,“悟空号”在500千米高空持续“巡天”,累计记录超过100亿个高能粒子事件。其科学成果多次震动国际学界:2017年首次精确测量出1TeV以上电子宇宙线能谱,发现能谱在1.4TeV处存在异常拐点,该发现被《自然》杂志评价为“暗物质探测的里程碑”;2023年公布的最新数据将观测能段扩展至4.6TeV,为暗物质粒子质量设定了更严格的限制范围。这些突破不仅验证了中国原创探测方案的有效性,更推动全球暗物质研究进入精准测量时代。正如中国科学院院士蔡荣根所言:“悟空号以中国人的智慧,为解开宇宙最深层的奥秘打开了新窗口。”

  任何伟大科学成就,都离不开科学家们的智慧、汗水与坚守。本书的独特价值不仅在于技术细节的揭秘,更在于对科研群像的生动刻画。读者能看到首席科学家常进带领团队在实验室通宵调试设备的身影,也能读到“造星大师”朱振才为解决卫星热控问题连续3个月驻守发射场的坚守,还能感受到巾帼科学家刘杰在核心器件研发中展现的细腻与坚韧。这些故事背后,是中国科技工作者“敢为天下先”的创新勇气,是“万人操弓共射一招”的协作智慧,更是“板凳要坐十年冷”的治学精神。

  这本书既是一部大国重器的成长史,也是中国基础科学崛起的缩影。它告诉我们:在攀登科学高峰的道路上,没有捷径可走,但只要心怀热忱、脚踏实地,就能让“中国方案”成为照亮未知的星光。正如书中引用的常进之言:“创新就要甘于坐冷板凳、啃硬骨头。”这或许正是中国科技不断突破的核心密码。
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2026年2月

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