找暗物質/儀器設計 台灣5機構投入心血

「阿爾法磁譜儀」(AMS)計畫是諾貝爾物理獎得主、中研院院士丁肇中主持的大型研究計畫,

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,團隊將一個大型磁鐵放上太空捕捉宇宙射線、反物質。台灣包括中研院、中科院、中央大學、成功大學和國家太空中心都參與此計畫,

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,協助設計、校正觀測儀器或分析數據。
丁肇中昨在記者會中解釋AMS原理,

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,他指出宇宙有許多不同的粒子,

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,當它們經過磁鐵的時候,

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,會受磁場影響偏轉,

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,因為各自性質不同,

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,導致偏轉的方向也不一樣,透過偏轉方向差異,儀器就可以辨識有哪些粒子被收集到。
參與計畫的中央大學物理系教授張元翰說,這次發表的研究成果,看到半世紀來最多的正子(即電子的反物質)停在某一特定能量點,且隨正子所帶的能量增加,數量也跟著減少;簡單來說,就是指觀測結果並未違反暗物質的模型走向,代表這些正子由暗物質碰撞產生的機率相當高。
但愈逼近完美,挑戰就愈險峻,AMS計畫面臨磁鐵不夠強大的問題,團隊要再往高能量正子觀測、探究,就愈難抓住這些正子。
當初丁肇中想把磁力更強的超導磁鐵送上太空,但發現不可行,只好使用永久磁鐵;當正子身懷巨大能量導致它跑得太快,永久磁鐵便抓不到正子彎曲軌跡,這個限制,正好擋在「能證明暗物質是否存在」的「急速下降數據點」前。
搜尋暗物質有三種方法。第一種透過大強子對撞機,利用粒子對撞產生暗物質。其次是散射實驗,利用暗物質能穿透深入地下的特性,以測量暗物質與純的液體或固體靶散射後反彈的原子核。第三種是湮滅實驗,因暗物質碰撞會產生多的反電子與反質子的特性,這是AMS主要目標。,

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