楊頻萍 吳紅梅
2015年12月17日“悟空”發(fā)射成功,作為項目的首席科學(xué)家,常進(jìn)想:如果不出科研成果,這還是一顆失敗的衛(wèi)星。
在500公里外的太陽同步軌道上,來自中國的暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”在浩渺的太空中遨游,每天,它以繞地球15圈的速度行進(jìn)60萬公里,并努力為人類撥開暗物質(zhì)的迷霧。
常進(jìn)是江辦泰興一位普通農(nóng)家子弟,1992年從中國科大近代物理系研究生畢業(yè)后,來到南京中科院紫金山天文臺空間天文實驗室工作。走上工作崗位,常進(jìn)吃了一驚:我國當(dāng)時的空間天文幾乎是一片荒漠?!熬秃孟竦狡噺S工作,卻發(fā)現(xiàn)這個廠一輛汽車都沒造出來過?!彼茏龅?,是整天到圖書館,將當(dāng)時國際上所有的高能天文衛(wèi)星的資料都認(rèn)真地讀了一遍。
“我趕上了好時候?!背_M(jìn)參加工作不久,國家開始加大對航天的投入,他跟著中國科學(xué)院紫金山天文臺的老師,在載人飛船上做一個小系統(tǒng),項目成功開啟了我國空間天文觀測的歷史。這個過程,也讓常進(jìn)深深感到,中國這方面和國際水準(zhǔn)差距太大,不能按照他們的路子走!
1998年,常進(jìn)被派往德國學(xué)習(xí)。在德國,他取得了觀測方法的突破——采用高能量分辨的薄探測器也能探測高能電子,這大大壓縮了探測器的體量和成本。巧的是,當(dāng)時美國有個名為“ATIC”(先進(jìn)薄電離量能器)的氣球探空項目,把氣球放到南極高空觀測宇宙射線。
“這個探測器只觀測宇宙射線?太浪費了!”常進(jìn)仔細(xì)研究后,認(rèn)為可以觀測高能電子和伽馬射線。但是,美國科學(xué)家認(rèn)為這個想法太瘋狂。為了說服他們,常進(jìn)直奔美國實驗室,美方要求常進(jìn)在計算機上算出探測器各種參數(shù)。那時,他沒有筆記本電腦,所有的數(shù)據(jù)、程序都在自己辦公室。他從零開始,將自己所有的想法編成程序,把各種參數(shù)計算出來,再進(jìn)行核對。幾乎36個小時沒合眼,終于通過加速器,讓美國人認(rèn)可了自己的方法,并同意將南極氣球?qū)嶒灥臄?shù)據(jù)交給他做電子分析。
“搞科研,有時還需要點運氣?!背_M(jìn)回憶當(dāng)時的驚險說,弄錯一點點,就別想上氣球了。2000年底到2001年初,差不多足球場那么大的氣球在南極升空,在離地面37公里的高空,完成了人類對高能電子和伽馬射線的首次成功觀測。常進(jìn)的方法,得到了該項目最有價值的發(fā)現(xiàn),以常進(jìn)作為第一作者的論文《宇宙電子在3000億—8000億電子伏特能量區(qū)間發(fā)現(xiàn)“超”》發(fā)表在《自然》上。論文發(fā)表第一年即被引用400多次。
“常老師最大的特點是嚴(yán)謹(jǐn)?!蓖陆榻B說,“就是出差回來再晚,他也是先到臺里看衛(wèi)星數(shù)據(jù)、檢查工作?!?/p>
美國造一顆衛(wèi)星,從開始研制到最后上天,往往需要十幾年時間。憑什么中國4年可以完成?
其實,在“悟空”立項之前的約10年時間里,常進(jìn)參與載人航天、嫦娥工程,了解造衛(wèi)星、干航天的基本知識,也鍛煉隊伍、儲備人才。也在那段時間里,完成了很多技術(shù)的檢驗?!叭绻麤]有這10年,我們不可能只用4年將‘悟空’送上天?!?/p>
2015年12月17日“悟空”發(fā)射成功,常進(jìn)異常平靜甚至顯得有些孤獨。作為項目的首席科學(xué)家,他想的是:如果不出科研成果,這還是一顆失敗的衛(wèi)星。
他不能忘記父親臨終前的叮嚀:“國家拿10個億給你放衛(wèi)星,你要搞砸了,不是咱泰興幾萬農(nóng)民一年都白干了?你不能浪費國家的錢??!”他無法向父親解釋科學(xué)探測的不確定性,他只能如履薄冰地日復(fù)一日去做好每一件事,精確處理每一個細(xì)節(jié),排除每一種可能的誤差……
幾個月后,當(dāng)他在火車上第一次看到自己的團(tuán)隊根據(jù)衛(wèi)星探測數(shù)據(jù)繪制出伽馬射線天圖時,眼淚再也控制不住,因為這張圖表明探測器是成功的,沒有辜負(fù)那么多人的心血!
經(jīng)過近兩年的數(shù)據(jù)積累,“悟空”的第一批科學(xué)成果——對高能電子能譜的精確測量結(jié)果在《自然》發(fā)表,發(fā)現(xiàn)能譜在1.4萬億電子伏特處有奇異的尖峰,這可能是近年來科學(xué)家離暗物質(zhì)最近的一次發(fā)現(xiàn)。
“悟空”每天傳送回500萬個粒子信息,500萬當(dāng)中,電子只有不到千分之一,而光子只有十萬到百萬分之一?!拔蚩铡碧綔y器共有7萬多路電子學(xué)信號通道,采集到的數(shù)據(jù)必須得標(biāo)定和重建,就如同7萬多個盲人在摸象。
“宇宙星空很美,但我們干的活,要杜絕一切差錯和異想天開,只靠數(shù)據(jù)說話。”常進(jìn)特別強調(diào)。
“一個人本事再大,作用也是有限的?!背_M(jìn)說,像愛因斯坦那個時代,靠一個人去解決一個科學(xué)大問題,如今已經(jīng)很難了。
暗物質(zhì)和暗能量被視為現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)的“兩朵烏云”。根據(jù)科學(xué)家研究,宇宙中約分布著68%的暗能量和27%暗物質(zhì)。而我們所看得見、摸得著的普通物質(zhì)僅占5%。常進(jìn)說,暗物質(zhì)本身不可見,但暗物質(zhì)湮滅或者衰變了的時候,就會產(chǎn)生看得見的粒子,“暗物質(zhì)的性質(zhì)作用我們現(xiàn)在無從得知,但是現(xiàn)在,尋找暗物質(zhì)的工作每天都在影響著我和我的團(tuán)隊成員?!泵CL?,像是一片未知的荒野,還等待著“悟空”的火眼去發(fā)現(xiàn)。
來源|新華日報