阿尔法(α)磁谱仪空间探测

图2　阿尔法磁谱仪 的关键部件永磁体

　　阿尔法(α)磁谱仪是1998年人类送入宇宙空间的第一个大型磁谱仪。它利用强磁场和精密探测器来探测宇宙空间的反物质和暗物质，探索和研究宇宙物理学、基本粒子物理学和宇宙演化学的一些重大和疑难问题，例如寻找磁单极子等。最早的阿尔发磁谱仪是1998年由“发现号”航天飞机载入太空，进行了约10天的试验性探测。图2是这次所用的阿尔法磁谱仪中由中国科学家设计制造的关键部件永磁体系统，左下图是在“和平号”空间站上拍摄的在“发现号”航天飞机上的阿尔法磁谱仪。计划在2003年将阿尔法磁谱仪送到国际空间站工作3~5年，进行较长时期对空间反物质和暗物质等的探测。阿尔法磁谱仪(英文缩写为AMS)的研制工作是由美籍华裔物理学家、1976年度诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授提出并领导的一个大型的国际合作科学研究项目，由美国和中国等10多个国家和地区的37个科研机构参加科研工作。其主要目的是寻找太空中的反物质和暗物质，以及解决其他一些重大科学问题。反物质是指由质量相同但电荷符号相反的反电子(即正电子)、反质子和反中子组成的反原子构成的物质，如反氦和反碳等。暗物质是指不能用光学方法探测到的物质。根据现代科学研究中的一些学说，宇宙中除一般见到的物质(即正物质)以外，应还存在反物质；除用光学方法探测到的一般物质以外，应还存在用光学方法探测不到的暗物质。这些物质在磁场中运动时会表现出不同的特点，因而可以用探测器探测出来。阿尔法磁谱仪主要由磁系统和灵敏探测器等构成。

　　这套既具有重要的科学意义，又应用高新技术的阿尔法磁谱仪的提出和领导者美籍华裔物理学家丁肇中教授的祖籍为山东省日照县。因父亲和母亲都在美国留学而出生在美国(1936)。回到中国后不久抗日战争爆发，随父母到四川度过童年。后又同父母到台湾。1956年去美国留学，最初在工学院学习，后转入物理系学习。在取得博士学位后，便从事物理研究工作。1974年同其领导的实验小组发现J粒子，两年后(1976)丁肇中教授因这项重要发现而获得诺贝尔物理学奖。1993年由丁肇中教授发起，邀请美国和中国等10多个国家和地区的科学家组成国际合作研究的阿尔法磁谱仪实验组。在阿尔法磁谱仪的研究中，由中国科学家完成了大型的稀土永磁铁系统(图2)的设计、制造和安装等工作。

　　可以看出，阿尔法磁谱仪是当代宇宙磁学中的一项重要的研究和应用成果。我们中国在这项重要的研究和应用中也作出了重要的贡献。