世界上最先進的宇宙射線探測器耗時16年,耗資20億美元建造,不久前,它看起來似乎要被封存在某個倉庫裡。美國國家航空航天局(NASA)奉命在2010年底前完成空間站的建設並退役太空梭,表示其時間表上根本沒有空間再發射該儀器。拯救它需要物理學家們的遊說活動和國會的干預,以延長太空梭計劃。因此,“奮進號”太空梭計劃於4月19日起飛,其明確目的是將阿爾法磁譜儀(AMS)運送到國際空間站。
宇宙射線是亞原子粒子和原子核,它們在太空中快速穿梭,來自普通的恆星、超新星爆發、中子星、黑洞以及誰也不知道的地方——最後一個類別自然是最令人感興趣的,也是全新儀器的主要推動力。暗物質是那些可能的神秘來源之一。太空中的暗物質團塊可能偶爾會釋放出粒子爆發,點亮探測器。一些物理學家還推測,我們的星球可能散佈著來自遙遠星系的奇特反原子,這些星系不是由物質而是由其邪惡的孿生兄弟組成的。
該譜儀的成名之處在於,它可以區分普通和非凡的事物,而這兩者在其他情況下很容易混淆。沒有其他儀器擁有探測器的組合,可以梳理出粒子的所有屬性:質量、速度、型別、電荷。其最接近的前身是歐洲聯盟於2006年發射的PAMELA儀器。PAMELA已經看到了暗物質和其他奇異事物的跡象,但其發現仍然模稜兩可,因為它缺乏區分低質量反粒子(如正電子)和具有相同電荷的高質量普通粒子(如質子)的能力。
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AMS儀器是太空計劃標準的龐然大物,質量為7公噸(比PAMELA重14倍以上),功耗為2400瓦。以一種奇怪的共生方式,它和空間站已經開始互相證明彼此存在的合理性。空間站滿足了儀器對電力和軌道再提升的渴求;雖然光譜儀永遠無法完全安撫空間站的許多懷疑論者,但至少意味著該前哨站將進行世界一流的研究。正如歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機在地面上探測自然界的深處一樣,阿爾法磁譜儀將從軌道上做同樣的事情。