지구주위를 도는 중국의 ‘우쿵(悟空)’탐사위성
암물질—천문학과 물리학의 미스테리—에 대한 중국의 최신 연구가 한 주일도 안되는 시간에 근 30편의 과학논문 발표를 일이크고 전세계 물리학자들이 이 발견의 중요성을 토론하고 있다.
12월 16일 홍콩 사우스 차이나모닝 포스트(SCMP)사이트 보도에 따르면 중국 과학연구팀이 이러한 신비한 물질의 첫번째 흔적을 탐측했다. 과학자들은 이러한 암물질이 전체 우주 질량의 80%를 차지한다고 인정한다.
암물질이 연구원들에 대해 도전을 일으켰다. 그 원인은 그가 빛과 전자기 스펙트럼의 그 어느 기타 부분과도 상호 작용을 하지 않기 때문이다. 그러나 지구주위를 도는 중국의 ‘우쿵(悟空)’탐사위성이 심층 우주 공간으로부터 발생한 증거를 발견했다. 두 암물질이 서로 충돌한 것이다. 중국 연구원들은 이 과정에서 일부 암물질입자가 ‘인멸’되면서 대량의 전자와 정전자형식의 에너지를 방사했다고 인정했다. 그중 일부 전자가 후에 ‘우쿵’의 우주 방사선 탐사기에 의해 탐측되고 지극히 미약한 섬광을 발생했다.
과학자들은 이 가장 밝은 시각의 고에너지 입자에 대한 계산과 측량을 통해 그들은 처음으로 암물질의 질량을 ‘측정’했다. 그들은 에너지 단위로서의 암물질 입자의 질량은 1.4메가 전자볼트(MeV)에 달하며 중량은 우주중 가장 흔히 볼수 있는 아원자 입자—중성자의 근 1500배에 달하는 것으로 추측했다. 중국 과학연구팀의 숫자는 지난주 영국‘네이처(Nature)‘잡지에 발표됐다.
보도에 따르면 멜버른 모나슈대 물리학과 천문학스쿨(School of Physics & Astronomy,Monash University)의 피터 아스룬(Peter Asrun)과 그의 동료는 12월 5일 인터넷 플랫폼 아카이브 논문 예약 인쇄본 사이트(arXiv)에 논문을 발표했다. 논문에는 “이것은 가능하게 암물질 발견 징조이다.”고 썼다. 그러나 아스룬은 중국 과학연구팀의 발견이 진일보 연구에 따른 실증이 필요하다고 일깨웠다.
12월 7일까지 미국, 한국, 유럽, 이란, 일본과 세계 기타지구 과학자들이 그들의 플랫폼을 통해 28편의 이 연구를 평론하는 논문을 발표했다. 카림 고르바니 이란 아라크대(Arak University) 물리학 교수는 이러한 새로운 관측결과가 원칙적으로 도리가 있다며 일종 새로운 물리학형식 창설을 위해 새로운 창을 열게 될 것이라고 말했다.
그는 “만일 이 신호가 통계학적인 요행이 아니라면 반드시 해석이 있어야 한다.”고 말했다.
‘우쿵’프로젝트에 참여한 비야오쥔(毕效军) 베이징 중국 과학원 고에너지 물리연구소 이론 물리학자는 이는 인심을 격동시키는 연구라며 그가 연구한 것은 거의 누구도 모르는 입자 물리학 영역이며 우주중 일체 사물의 구축품이라고 말했다.
비샤오쥔은 “뉴턴이 지구인력을 발견하고 아인슈타인이 광속을 발견했다. 암물질 질량 측량이 물리학의 또 하나의 비약을 가져올 것이다.”고 말했다.
보도에 따르면 미국을 포함한 암물질 연구를 전개하는 기타 국가들중 글로벌 최초 암물질 찾기 우주 탐측기들 중 일부는 미국이 발사한 것이다. 유럽연합도 세계적으로 가장 강력한 입자 충돌기로 암물질 입자 발생을 시험해봤다.
암물질 탐측을 위해 많은 대형적이며 값비싼 지면 시설들이 이미 설립됐지만 중국 연구원들이 스촨 진핑(四川锦屏)의 세계적으로 가장 깊은 지하 실험실에서 진행한 실험을 포함한 모든 이런 노력들이 지금까지 확실한 결과를 취득하지 못했다.
과학자들은 그들이 암물질 존재를 안다며 암물질이 항성과 기타 천체들의 주주중 이동이 수요하는 질량과 인력을 제공하기 때문이라고 말했다.
가오량(高亮) 중국과학원 국가천문대 연구원은 중국 위성이 탐측한 이상한 신호에는 가능하게 기타 해석이 있을수 있다며 예를 들면 회전 항성체의 발광 혹은 측량시설의 차이 등이라고 말했다.
가오량은 “이런 오해가 매우 오랫동안 발생했다. 매번 물리연구계가 최후에 모두 크게 실망했다.”며 진일보 연구와 확인이 수요된다고 말했다. 입자 물리학중 데이터는 반드시 5시그마 표준(Five Sigma standard)에 부합 혹은 99.999의 통계 신뢰도에 도달해야 과학자들의 보편적 접수가 가능하다.
비샤오귄 고에너지 물리연구소 교수는 ‘우쿵’이 수집한 데이터는 3시그마 즉 99.7%의 통계 신뢰도라고 말했다. 그는 가능하게 아직 1년반 시간에 궤도에서 수집한 데이터만이 관측결과를 틀림없는 발견으로 확정지을수 있다고 말했다.（编译/熊文苑）
中国对暗物质——天文学和物理学的一大谜题——的最新研究在不到一周的时间里引发了近30篇科学论文的发表，全世界的物理学家都在讨论这一发现的重要性。
据香港《南华早报》网站12月16日报道，中国科研团队探测到了这种神秘物质的第一丝痕迹，科学家认为这种神秘物质占整个宇宙质量的80%。
暗物质对研究人员构成了挑战，因为它不与光或电磁波谱的任何其他部分相互作用。
但是，绕地球运行的中国“悟空”号探测卫星发现了来自深空的证据，两个暗物质体相撞。中国研究人员认为，在这个过程中，一些暗物质粒子被“湮灭”，释放出大量电子和正电子形式的能量。
其中的一些电子对后来被“悟空”的宇宙射线探测器探测到，产生了极其微弱的闪光。
科学家们认为，通过计算和测量这个最亮时刻的高能粒子，他们首次得以“称量”了暗物质的质量。
他们估计，作为能量单位的暗物质粒子的质量可以达到约1.4兆电子伏特，重量是宇宙中最常见亚原子粒子之一中子的近1500倍。
中国科研团队的数据上周发表在《自然》杂志上。
报道称，墨尔本莫纳什大学物理学与天文学学院的彼得·阿思伦和他的同事12月5日在网络平台阿奇夫论文预印本网站（arXiv）上发表一篇论文，其中写道：“这可能是发现暗物质的首个先兆”。
但阿思伦提醒说，中国科研团队的发现有待进一步的研究来证实。
截止12月7日，来自美国、韩国、欧洲、伊朗、日本和世界其他地区的科学家在该平台上发表了28篇评论这项研究的论文。
伊朗阿拉克大学物理学助理教授卡里姆·戈尔巴尼在该平台上写道，这些新的观测结果在原则上是说得通的，可能会为创立一种新的物理学形式打开一扇窗。
他说：“如果这个信号不是统计学上的侥幸，那就应该有个解释。”
参与“悟空”项目的北京中国科学院高能物理研究所理论物理学家毕效军表示，这是一项激动人心的研究，因为它研究的是一个几乎没有人了解的粒子物理学领域，那是宇宙中一切事物的构件。
毕效军说：“牛顿发现了地球引力，爱因斯坦发现了光速。对暗物质质量的测量将带来物理学的又一次飞跃。”
报道称，开展暗物质研究的其他国家包括美国，全球首批寻找暗物质的太空探测器当中有些就是美国发射的。
欧盟也曾使用世界上最强大的粒子对撞机尝试生成暗物质粒子用于测量。
为了探测暗物质，许多大型和昂贵的地面设施已经建立起来，但所有这些努力（包括中国研究人员在四川锦屏的世界最深地下实验室进行的实验）迄今都尚未取得确凿结果。
科学家说，他们知道暗物质是存在的，因为它提供了恒星和其他天体在宇宙中移动所需要的质量和引力。
中国科学院国家天台研究员高亮表示，中国卫星探测到的异常信号可能会有其他解释，比如旋转星体的发光或测量设备的差错。
高亮说：“这种误会发生过很多次了。每次物理研究界最后都大失所望。”他说需要进一步的研究和确认。
在粒子物理学中，数据必须符合五西格玛标准或者说达到99.99994%的统计可信度才能被科学家普遍接受。
高能物理研究所的毕效军说，“悟空”收集的数据是三西格玛的，即99.7％的统计可信度。他说，可能还需要一年半的时间在轨道上收集数据才能使观测结果成为确定无疑的发现。
/人民网
