阿爾法磁譜儀2是2011年4月29日與中國合作的大型國際科技合作項目，消耗20億美元造出的一種儀器。
基本介紹
- 中文名：阿爾法磁譜儀2
- 性質：大型國際科技合作項目
- 時間：2011年4月29日
- 造價：20億美元
項目簡介,研究歷史,科學貢獻,中國參與,相關評價,
百科名片
項目簡介
阿爾法磁譜儀2 阿爾法磁譜儀2 項目投入達20億美元，領導者為我們熟知的美籍華人丁肇中。對於搜尋在地球上還沒有任何現身苗頭的反物質和暗物質，該儀器身負厚望。
1998年，其前身“阿爾法磁譜儀1”曾為同樣目的升空探索，但沒有收穫。
研究歷史
早在1998年6月2日，前輩“阿爾法磁譜儀1”就開始隨美國“發現”號太空梭升空進行科學探索，其研究目標與它的2代相同。“阿爾法磁譜儀1”拿到了大量的數據，不過當然，那一次並沒有發現科學家所要的暗物質和反物質，不然現在科學的一切恐怕都要變了番模樣。
隨後，對第2代的研製開始。按照當時計畫，在2004年“阿爾法磁譜儀2”就應由太空梭送入太空中。但2003年“哥倫比亞”號失事事件痛傷NASA，也使太空梭可靠性備受詬病，“阿爾法磁譜儀2”的行程因此受到牽連，被一再拖後。
於是，研究人員們決定對“阿爾法磁譜儀2”這一型的設備進行改進：其中包括曾嘗試用超導磁體代替永磁體，但最終的模擬空間測試讓科學家決定依舊使用永磁體。目前“阿爾法磁譜儀2”採用的永磁體仍是1998年1代在太空實驗時使用的。
2010年8月底，在位於日內瓦的歐洲核子研究中心（CERN，大型強子對撞機研究機構）阿爾法磁譜儀實驗室，“阿爾法磁譜儀2”組裝完成，後被運往美國甘迺迪航天中心，等待太空梭載它一程。
在升空到站後，“阿爾法磁譜儀2”將沐浴著宇宙射線永恆的安置在國際空間站上。其實自2010年起，國際航天領域的科研趨勢已越來越傾向於提高國際空間站的科研資源利用率。美國國家航空航天局（NASA）、俄羅斯航天局、歐洲航天局都在探討如何協調該站內的人力物力。
這是被認為繼人類基因組計畫、國際空間站計畫、強子對撞機計畫之後的又一個大型國際科技合作項目。研究人員來自美、歐、亞三大洲16個國家和地區的56個研究機構，包括中國的中科院電工研究所、高能物理所以及數所大學。整個項目由1976年的諾貝爾物理學獎獲得者、美籍華人科學家丁肇中構思、設計，再由概念化帶入實際。
科學貢獻
英國《自然》雜誌在本年初展望2011重大科學進展時就指出：“暗物質的關鍵時刻到來”。義大利巨石峰國家實驗室進行的XENON100實驗、美國的低溫暗物質搜尋實驗計畫（CDMSII）等都在殫精竭慮地搜尋暗物質粒子。
至於反物質，歐洲核子研究中心的大型強子對撞機、美國布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機等實驗設施都在對其虎視眈眈。就在上個月末，布魯克海文國家實驗室首次觀察到了新型反物質反氦-4，這是迄今科學家觀察到的最重反物質。儘管宇宙中不一定存在很多反氦-4，但“阿爾法磁譜儀2”會致力其他更重的反核或宇宙中某個包含更多反物質的區域，它們將更能說明問題。
在“阿爾法磁譜儀2”抓走人們眼球的同時，不能忽略的是，此次發射也是“奮進”號太空梭最後一次執行飛行任務。這一任務期為14天，目的就是為把“阿爾法磁譜儀2”設備“押送”往國際空間站。此後，緬懷它的人們或許只能到航天博物館去憑弔太空梭曾經的輝煌。但按照美國《大眾科學》雜誌的說法，（如果磁譜儀有了改變人類科學的發現），那此次“押送”將成為太空梭所有飛行任務中最大的成就。
中國參與
阿爾法磁譜儀2 5月16日，高精度粒子探測器“阿爾法磁譜儀2”搭乘美國“奮進號”太空梭駛入寰宇。未來10年或更長時間裡，“阿爾法磁譜儀2”將在國際空間站運行，尋找反物質和暗物質。
“阿爾法磁譜儀2”體內有一顆強大的“中國心”一塊“MADE IN CHINA”、內徑約1.2米、重約2.6噸、中心磁場強度1370高斯的環形巨大永磁鐵。它選擇新型高磁能積釹鐵硼材料，採用獨特的“魔環”結構磁路設計，64個磁化方向連續變化的永磁條安裝其中。這種結構使永磁體磁場約束在AMS磁體內部，使它符合太空運行要求，幫助“阿爾法磁譜儀2”尋找反物質和暗物質。阿爾法磁譜儀2曾嘗試用超導磁體代替永磁體。儘管這種方法可以產生更強的磁場，但超導磁體需要液氦冷卻，太空中無法補充液氦，這樣磁譜儀壽命只有3年。而使用永磁體的磁譜儀的使用壽命長達18年至20年，所以專家們決定沿用永磁體。
AMS－02的“保暖外衣”熱系統由山東大學科學家領銜研製，將是人類史上首次解決帶電磁鐵在太空中運行的溫度控制問題。
AMS－02是由諾貝爾物理學獎獲得者、美籍華人科學家丁肇中教授領導的大型太空科學實驗項目，它將被永久安放在國際空間站上，在太空中探索暗物質和反物質的存在。
這個項目匯集了16個國家和地區的60所著名大學和研究機構的600餘位科學家，歷時近20年、花費20億美元才得以完成。中國的山東大學等高校和科研機構參與了這項工作。
山東大學校長徐顯明介紹說，山東大學於2004年加入AMS項目組，全面負責其熱系統的研究與設計，山東大學程林教授擔任AMS熱系統的首席科學家。近年來，山東大學先後有30餘位學者和博士研究生長期在位於日內瓦的歐洲核子中心工作，並圓滿完成任務。
相關評價
如果這台儀器按計畫實現目標——探測到了暗物質的蛛絲馬跡，那它將給丁肇中帶來人生中另一座諾貝爾獎盃。
美國《大眾科學》雜誌線上版28日文章稱該儀器為“世界最大的太空實驗設備”，且該型的阿爾法磁譜儀超級靈敏，設計出生就是一個目的——研究宇宙最深處的謎：所有的反物質曾發生過什麼？又是什麼產生了暗物質？
丁肇中介紹項目時稱，“阿爾法磁譜儀2”將從空間探索反物質、暗物質和宇宙射線等問題，然而最令人興奮的是，它將探測未知。
