中国的暗物质探测卫星「悟空」刚上天，它能给我们带来什么好消息？

佚名 2015-12-17 13:25:20

你怎么知道我在这个项目组呢……

我就是 @airsmiler 隔壁实验室的，在这个项目里面已经 4 年了，专门从事各种搬砖活动。

补充：探测暗物质能帮科研做些什么：

暗物质就像当年的以太一样，只有确定其存在与否，才能够确定现有的基础理论是否正确，简单的说，这玩意就是当代基础物理的一部分，主要是用来完善理论的。

你要问这东西对生活有什么影响，答：现在还没有任何直接影响。但是请注意，145 年前，电磁波就像今天的暗物质，科学家麦克斯韦提出了电磁波理论，但并没有被人类发现，直到 1888 年电磁波才被赫兹发现。没有电磁波，就没有……手机，电报，电视等任何无线传输的电子设备，这就是基础物理对生活的影响。

其实楼上的回答已经比较详细了，我来形象说明一下：

“暗物质”是什么鬼，其实没人知道。

这玩意很难通过直接手段探测（所谓直接手段就是通过各种望远镜观测不同频率的电磁波）

但科学家们坚信“即使是暗物质”也会湮灭和衰变

而且根据现有理论计算，暗物质和暗能量占宇宙总质量的九成以上

所以即使发生湮灭衰变概率很小，也应该能观测到

不同物质湮灭衰变产生的射线都是不同的，类比指纹

所以只要发现新的射线（伽马，中微子，其他带电粒子）

就能证明有新的物质了（诺贝尔奖妥妥的 ^_^）

当然啦，不一定是暗物质

PS：通过对比功能比较类似的丁肇中先生的 AMS 就会发现，我们的 DAMPE 亮点在于量能器的测量范围和分辨率，你猜为啥？因为量能器占了三分之二的载荷重量~~~~←_←

不过话说回来，DAMPE 的科学目标和 AMS 就不一样，而且科研费用仅 AMS 的三十分之一左右……

暗物质的证据的寻找目前大概四个思路——

天文观测，最早暗物质概念的提出就是因为可见物质的分布无法解释星系的旋转速度分布，06 年的 ChandraX 望远镜对星系碰撞的观察发现的实际质量分布与可见物质分布的偏离也给了一个比较强的暗物质存在证据；但此类寻找太过间接，无法彻底排除大尺度引力修改的效应即最终认定暗物质的存在性，也无法对暗物质除引力效应外的性质进行研究。
湮灭产物的寻找，这类卫星实验很多，如 FermiLAT、Pamela、AMS 还有这个新闻里面我国这个即将升空的 DAMPE，方法是对宇宙线进行测量并寻找其中反常的分布——比如光子数的超出形成一峰，或者异常的正反粒子比例；这个仍然是间接寻找，而对发现的反常现象往往有多种可能的解释，比如脉冲星也可以解释 AMS02 实验。
对撞机寻找，暗物质在对撞机上表现为丢失的横动量，因为它与探测器的相互作用非常弱甚至可能没有，扣除中微子背景后如果仍然有明显的丢失横动量，就很可能是暗物质侯选者；这里比较容易混淆的是一些与探测器作用很弱且寿命较长足以穿出探测器的粒子，它们的寿命虽然足以穿出探测器但可能仍然不足以保持今天的残留密度。
直接捕获暗物质粒子，这类实验往往要在地下很深处以屏蔽宇宙线背景，这类实验世界上也有许多比如 LUX、DAMA、CDMS 还有 PandaX 等等，原理可以是利用暗物质粒子与探测器直接散射的热效应或闪烁，当然这里必须假设暗物质粒子能够与重子物质发生散射，如果暗物质粒子存在但完全与重子物质脱耦，类似实验就无能为力。

这其中前两类属于间接寻找，而后两类是直接寻找。

这个新闻里的暗物质粒子探测（DAMPE）卫星我觉得名字取得不太恰当，有点高调了，从原理上它属于上一段所说的第二类，寻找暗物质的湮灭产物的证据，从而间接给出关于暗物质的证据。卫星实验也只能用这个原理进行，因为太空中不可能屏蔽宇宙线背景，所以把宇宙线作为研究对象也是顺势而为。严格的暗物质粒子探测应该指上面的第四种，不过既然这个卫星发射的目标是寻找暗物质，取这么个名字也不能说是错的。

非我专业，刚刚简单的自我科普了一下，以下。

暗物质不是真的“暗”，暗物质之间发生湮灭的话，会放出高能光子（伽马射线）、中微子和其他带电高能粒子（宇宙线）。所以我们可以通过测量这些东西的能谱来判断暗物质的本质。

看宇宙线可以用地面上的宇宙线阵列，羊八井有俩，高能所和意大利及日本合作搞的。

看中微子可以用诸如南极冰立方（ICE-Cube）这种东西。

看高能光子可以通过看高能光子打入大气的切仑科夫效应，例如南非的 HESS 望远镜，也可以发个卫星上天，例如 Fermi 卫星。

如果暗物质如我们期待的湮灭的话，我们应该会在高能光子能谱上看到一个峰。

好消息是，我们确实看到了这样的峰。

坏消息是，脉冲星也可以解释这种峰。

而且不同的仪器给出的结果并不一致：丁肇中搞的 AMS02 和 Fermi 卫星的结果就不一致。

然后 DAMPE 本质上就是一个看高能伽马光子和宇宙线的东西，性能上比现有设备有一定的优势：

它的能量分辨率好于 Fermi，能探测的能量范围也比较宽，看起来具有一定的优势。

客官，这篇文章有意思吗？