利用美國(guó)南極長(zhǎng)周期氣球項(xiàng)目(ATIC)，經(jīng)過(guò)10年觀測(cè)研究，中科院紫金山天文臺(tái)研究人員與外國(guó)同行合作發(fā)現(xiàn)一些不明來(lái)歷的高能電子可能是暗物質(zhì)粒子湮滅的證據(jù)。
　　20日出版的《Nature》雜志發(fā)表了紫金山天文臺(tái)研究員常進(jìn)與美國(guó)、俄羅斯、德國(guó)等國(guó)科學(xué)家在高能電子觀測(cè)方面取得的重大研究成果??《宇宙電子在3000億-8000億電子伏特能量區(qū)間發(fā)現(xiàn)“超”》。如果這一成果被進(jìn)一步證實(shí)，這可能會(huì)是人類(lèi)第一次發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)粒子湮滅的證據(jù)，將是現(xiàn)代物理學(xué)的重大突破。

　　論文第一作者常進(jìn)介紹，最新的天文觀測(cè)表明，宇宙的組成包括普通物質(zhì)、暗物質(zhì)和暗能量，其中普通物質(zhì)僅占5%左右，而暗物質(zhì)則占了大約25%。盡管從上世紀(jì)30年代開(kāi)始，天文大尺度觀測(cè)實(shí)驗(yàn)多次間接驗(yàn)證了暗物質(zhì)的存在，但物理上直接的觀測(cè)證據(jù)到現(xiàn)在還沒(méi)有找到，人類(lèi)直到現(xiàn)在還沒(méi)有弄清楚暗物質(zhì)的物理本質(zhì)。暗物質(zhì)研究是目前的科學(xué)前沿。

　　美國(guó)的ATIC項(xiàng)目科學(xué)目標(biāo)是在空間觀測(cè)高能宇宙線(xiàn)。1998年常進(jìn)提出可對(duì)其探測(cè)設(shè)備進(jìn)行一定程度的改進(jìn)，該探測(cè)器將可以同時(shí)觀測(cè)高能電子和伽馬射線(xiàn)。2000年，重達(dá)2噸的ATIC探測(cè)器在南極升空觀測(cè)，這是世界上首次對(duì)高能電子進(jìn)行高分辨觀測(cè)。

　　常進(jìn)介紹，以往學(xué)界普遍認(rèn)為高能電子來(lái)源于超新星遺跡，并建立了太陽(yáng)系高能電子流量模型。但ATIC第一次觀測(cè)結(jié)果表明，高能電子流量在3000億-8000億電子伏特能量區(qū)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了模型預(yù)計(jì)流量。這就意味著宇宙高能電子還有別的“起源”。

　　為了進(jìn)一步證實(shí)研究結(jié)果，此后的7年間，常進(jìn)與他的合作者在不斷改進(jìn)設(shè)備和觀測(cè)方法的基礎(chǔ)上，又在南極進(jìn)行了2次成功觀測(cè)，結(jié)果均與第一次觀測(cè)結(jié)果吻合，讓研究人員對(duì)自己的觀測(cè)結(jié)果確信無(wú)疑。

　　這些“超出”的高能電子究竟來(lái)源于何處？常進(jìn)表示，這有多種可能，但其能譜流量與目前暗物質(zhì)理論預(yù)言的粒子模型吻合，所得到的低能參數(shù)也與歐洲與俄羅斯耗費(fèi)數(shù)億美元研制的、專(zhuān)門(mén)用于尋找暗物質(zhì)粒子湮滅證據(jù)的磁譜儀探測(cè)器PAMELA所得到的結(jié)果吻合。這就表明這些不明來(lái)源的高能電子將有可能是暗物質(zhì)粒子湮滅時(shí)所產(chǎn)生的。

　　“當(dāng)然這些還待進(jìn)一步觀測(cè)研究。”常進(jìn)說(shuō)，一旦被證實(shí)的話(huà)，那就意味人類(lèi)首次發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)存在的形式，這將是現(xiàn)代天體物理學(xué)的重大突破。

　　以嚴(yán)謹(jǐn)著稱(chēng)的《Nature》經(jīng)過(guò)多輪考察，接受了常進(jìn)的論文，并以介紹論文第一作者的形式對(duì)常進(jìn)進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)，刊登在同期刊物上。