诺贝尔奖获得者丁肇中发布阿尔法磁谱仪实验五年成果

发布者:系统管理员发布时间:2016-12-28浏览次数:2224

  

丁肇中教授和东南大学AMS实验数据处理中心部分主要参与者合影


北京时间12月9日,在欧洲核子中心举行的发布会上,阿尔法磁谱仪(Alpha Magnetic Spectrometer,以下简称AMS)实验负责人、诺贝尔奖获得者丁肇中教授总结了AMS实验在国际空间站上五年的主要科学成果,同时授权东南大学发布相关重要科学成果。作为东南大学参与AMS数据处理与分析的总负责人,东南大学计算机学院院长罗军舟教授介绍,此项由东南大学参与的国际大科学工程在国际空间站上运行五年以来,收集到超过900亿个宇宙线事件,推进了人类对宇宙线产生、加速以及传播的认识,并为探测暗物质提供重要证据。东南大学AMS数据处理中心数据处理和分析的总量在AMS实验全球七个地区数据处理中心排行第一。


  

图1. 在地表上方约400公里的高度,阿尔法磁谱仪(AMS)

测量与地球大气相互作用之前的原始宇宙线




图2. 阿尔法磁谱仪 AMS

Transition Radiation Detector(TRD) : 穿越辐射探测器,分辨电子,正电子。

Time of Flight(TOF): 飞行时间探测器,测量电荷,能量。

Silicon Tracker: 轨迹探测器,测量电荷,动量

Magnet: 磁铁,分辨正负电荷

Electromagnetic Calorimeter (ECAL) : 电磁量能器,测量电子正电子的能量

Ring Imaging Cherenkov(RICH): 环像切伦科夫探测器,测量粒子电荷,能量


五年以来,AMS在国际空间站上收集的超过900亿个宇宙线事例中,能够明确分辨的包括3亿个质子事件,1650万电子事件,108万正电子事件,349000个反质子事件(其中1000亿电子伏以上的事件多达2200个),以及大批重核(直至铁元素)事件。AMS的最新结果包括测量的正电子比例,反质子—质子比,以及电子、正电子、质子、反质子、氦核以及其它核子的流强,均发表于物理学顶级期刊《物理评论快报》。这些结果提供了精准且出人意料的信息,推进了人类对宇宙线产生、加速以及传播的认识,并为探测暗物质提供重要证据。尤为难得的是,AMS探测器以十亿分之一的测量精度,探测到少量疑似反氦事件,使人类见到反物质宇宙探测的曙光。


  

图3. AMS数据处理中心主要任务及处理流程

(包含数据重建、蒙特卡洛仿真及物理分析等)



这些原始宇宙线数据必须要通过近实时的高效数据处理以及进一步的数据分析才能够可获得前所未有的分析精度,以对宇宙线进行精确测量。罗军舟教授介绍,东南大学于2002年加入AMS实验,建成了AMS实验在亚洲地区乃至世界范围内最主要的数据处理和分析中心,成功运用云计算和大数据等最新计算机技术,解决了AMS海量数据处理与分析中所面临的一系列关键技术问题,确保能够在东南大学近实时地处理和分析海量AMS科学数据。五年以来,东南大学AMS数据处理中心数据处理和分析的总量超过970TB,累计贡献超过5400万CPU小时,在AMS实验全球七个地区数据处理中心排行第一,已成为世界范围内AMS实验最主要的数据处理中心之一。同时,东南大学先后有20多人次在CERN(欧洲核子中心)、MIT(麻省理工学院)深度参与AMS数据处理工作,东南大学云计算团队的研究也因此进入到了国际科学的最前沿。罗军舟教授说,东南大学在AMS数据处理和分析方面的工作为AMS实验取得的阶段性成果做出了极为重要的贡献,得到丁肇中教授和AMS实验合作组的高度认可。

AMS(阿尔法磁谱仪,Alpha Magnetic Spectrometer)实验由诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授领衔,是在国际空间站上运行的最强大、最灵敏的粒子物理探测器,其目的是测量宇宙线的来源以及寻找由反物质所组成的宇宙和暗物质的来源。AMS探测器具备极高的宇宙线测量准确度和精确度,开创了一个全新的宇宙线测量时代。罗军舟教授表示,未来,AMS仍将一直随着国际空间站运行。正如AMS的物理结果所展示的,每当像AMS一样的精确实验被用于探索未知的世界,我们总可以期待崭新、激动人心的新发现。(翟梦杰)


(责任编辑:丛婕  审核:宋业春)


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