暗物质粒子探测卫星DAMPE成功发射并获取科学数据

物理学中的粒子物理学实验引言：物理学是一门研究自然界的基本规律和现象的科学，而粒子物理学则是物理学中的一个重要分支。

粒子物理学实验是通过对微观世界中的基本粒子进行观测和研究，帮助我们更好地理解宇宙的本质和结构。

本文将介绍一些重要的粒子物理学实验，并探讨它们对我们认识世界的贡献。

一、弗朗霍夫实验：弗朗霍夫实验是粒子物理学领域的里程碑之一。

19世纪末，德国物理学家约瑟夫·弗朗霍夫通过对电子的研究，发现了电子的存在。

他设计了一种实验装置，利用阴极射线管在真空中产生电子束，并通过磁场的偏转观察到了电子的轨迹。

这一实验不仅证实了电子的存在，也为后来的粒子物理学实验奠定了基础。

二、卢瑟福散射实验：卢瑟福散射实验是20世纪初英国物理学家欧内斯特·卢瑟福进行的一项重要实验。

他利用阿尔法粒子轰击金属箔，并观察到了阿尔法粒子的散射现象。

通过观察散射角度和散射粒子的能量损失，卢瑟福提出了原子核模型，认为原子核是由带正电荷的质子组成的。

这一实验的结果对于我们理解原子的结构和核物理学的发展具有重要意义。

三、超导磁体实验：超导磁体是粒子物理学实验中常用的工具之一。

超导材料在低温下可以表现出零电阻和完全抗磁性的特性，因此可以用来制造强大的磁场。

利用超导磁体，科学家可以加速粒子，使其达到接近光速的速度，并进行高能物理实验。

例如，欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）就是利用超导磁体来加速质子和反质子，并在撞击点产生高能粒子碰撞，以研究基本粒子的性质和相互作用。

四、中微子实验：中微子是一种质量极小、几乎没有相互作用的基本粒子。

由于其特殊的性质，中微子的研究对于我们理解宇宙的起源和演化具有重要意义。

中微子实验的发展为我们提供了更多关于中微子的信息。

例如，日本的超级神岗中微子探测器（Super-Kamiokande）通过观察中微子在水中产生的切伦科夫辐射，研究了中微子的振荡现象，揭示了中微子具有质量的事实。

认识星空_华中农业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.超新星的分类主要依据它的参考答案:光谱_光变曲线2.下图中哪段时期火星在向西“逆行”？【图片】参考答案:03/06-05/183.Cygnus X-1被认为一个黑洞候选体，做出这一判断的依据是【图片】参考答案:X射线光变时标小于1s，说明辐射X射线的天体的直径不超过km_由伴星谱线的多普勒位移，推测出另颗星的质量大于中子星质量上限4.以下关于星族III恒星的描述错误的是参考答案:星族III恒星发出的可见光辐射随宇宙膨胀已经红移到了微波波段5.一般来说星团中的成员星具有相同的参考答案:化学元素丰度_年龄6.1980年代，维拉·鲁宾通过以下哪项工作使科学界广泛接受暗物质存在的观念的？参考答案:观测漩涡星系的旋转曲线7.人类第一颗人造卫星是哪个国家发射的？参考答案:苏联8.黑洞能产生以下物理效应参考答案:时间膨胀_引力透镜_潮汐力_引力红移9.最早用望远镜发现了木星的4颗卫星的科学家是？参考答案:伽利略10.下列关于中子星的说法正确的是？参考答案:其是由英国女天文学家乔瑟琳•贝尔于1967年发现。

_其又被称为“脉冲星”。

_其直径为几十千米，质量相当于太阳的质量，密度极高，约为水的10的14次方倍，大体相当于原子核内部的密度。

_一个重要特征是存在强度极高的磁场，超过10的12次方高斯。

11.下面关于木星的结构说法正确的是？参考答案:木星内部7000千米的深处，氢呈液态。

_深度大约60000千米处，存在一个由岩石、金属和氢元素化合物组成的固态内核。

_从木星表面到内部，温度和密度都越来越高。

12.活动星系核的统一模型包含的结构有【图片】参考答案:超大质量黑洞_喷流_吸积盘_气体云13.发现火星上最大峡谷水手谷的探测器是？参考答案:水手9号14.关于双星，以下说法正确的是参考答案:双星研究有助于检验广义相对论_双星研究有助于测量恒星的质量_双星研究有助于寻找黑洞15.下列关于赫罗图说法正确的是？参考答案:赫罗图的横坐标也可用恒星的光谱型、色指数，纵坐标也可用恒星的绝对星等表示。

1142中国科学院粒子天体物理重点实验室中国科学院粒子天体物理重点实验室(以下简称实验室)依托单位为中国科学院高能物理研究所，其前身为1951年中国科学院近代物理研究所成立的宇宙线研究组，后演变为原子能研究所和高能物理研究所宇宙线室。

著名物理学家张文裕、王洽昌、肖健等曾任该室主任，著名物理学家钱三强、何泽慧始终关心并置身于该室的科学研究。

经中国科学院批准，宇宙线和高能天体物理开放实验室于1997年4月成立,2003年7月更名为粒子天体物理重点实验室。

实验室在2014年和2019年的中国科学院重点实验室评估中连续两次被评为A类。

目前，张双南研究员任实验室主任，蔡荣根院士任实验室学术委员会主任。

一、目标、定位与发展策略实验室面向国际科技前沿和国家战略需求，以揭示深层次的物质结构和大尺度的物理规律为目标,重点建设粒子天体物理学交叉学科，聚焦高能天体物理、宇宙线天体物理、中微子天体物理、暗物质、粒子宇宙学等研究方向，开展全方位(地下、高山和空间)、多波段(微波、光学、X射线和丫射线)、多信使(电磁波、中微子、宇宙线)的观测和探测研究，同时根据学科需要布局实验项目，发展核心技术，致力于建设特色鲜明、国际先进和领先的粒子天体物理领域高水平的基础理论和实验研究、新探测技术研发中心及高层次人才培养基地,取得重大和突破性科学成果,引领国际粒子天体物理领域的发展。

实验室的总体定位是：瞄准重大问题开展基础研究，针对学科前沿提出重大项目，建设实验平台提升仪器性能，发展核心技术支撑长远发展。

发展策略是:“四代同室”一成果一代、研制一代、预研—代、概念一代。

二、重要任务和成果实验室凭借在实验设计、探测器研制、观测数据处理、物理解释等方面的综合优势，提岀并承担或参与了多项粒子天体物理领域的大型实验项目。

空间X/丫射线天文观测与空间粒子探测:成功研制运行中国第一颗空间X射线天文卫星“慧眼”硬X射线调制望远镜(Insight-HXMT)卫星、天宫2号唯一的天文载荷Y暴偏振仪(POLAR),POLAR-2成功入选中国空间站首批科学实验;提出且即将发射引力波电磁对应体全天监测器(GECAM)；提出并正在预研国际合作天文台级X射线卫星项目“增强型X射线时变与偏振探测卫星(eXTP)”、中国空间站规划中的大型科学载荷之一高能宇宙辐射探测设施(HERD)；成功研制暗物质粒子探测卫星(DAMPE)主要载荷之一的硅阵列探测器(STK)、电磁监测试验卫星主要载荷之一的高能粒子探测器；提出并正在研制中法合作天文卫星空间变源监视器(SVOM)4个科学仪器之一的丫射线监视器(GRM)与爱因斯坦探针(EP)二个科学仪器之一的后随观测X射线望远镜(FXT)；实质参与国际空间站大型国际合作项目阿尔法磁谱仪(AMS-02)。

我国空间科学卫星发射第三方责任风险管理实践与思考航天保险是航天项目不可或缺的组成部分，参加航天保险的目的是转移或减少风险。

目前，世界主要的航天保险包括财产保险和责任保险两大类，具体又分为发射前保险、发射保险、卫星在轨保险、发射第三方责任保险（简称发射三责险）等多个险种[1-3]。

发射三责险是指对航天发射准备期间、发射时或发射后造成的与发射活动各方不相干的第三方人身伤害或财产损失进行的保险[1,4]。

中国科学院空间科学战略性先导科技专项（简称空间科学先导专项）一期部署实施的“暗物质粒子探测”卫星（DAMPE，简称“暗物质卫星”）、实践十号返回式科学实验卫星（SJ－10）、“量子科学实验卫星”（QUESS，简称“量子卫星”）和“硬X射线调制望远镜”（HXMT）4项科学卫星任务“四发四捷”，已经并将持续产出重大科技成果，使中国逐渐成为国际空间科学领域一支重要的新兴力量[5]。

作为空间科学先导专项总体和卫星工程总体的依托单位（简称专项总体），中国科学院国家空间科学中心负责空间科学先导专项及各卫星工程项目的抓总研制，在发射三责险管理实践方面进行了有益探索。

李超1 任复茂2 庞红勋1 王坤2（1 中国科学院国家空间科学中心 2 江泰保险经纪股份有限公司）1 发射三责险的重要意义发射三责险的必要性1966年12月19日，联合国大会通过《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》（简称《外空条约》）。

《外空条约》第1条规定“各国皆有探索和利用外层空间的自由”，第6条、第7条中规定“不管从事航天活动的是政府组织还是非政府组织，有关国家都应当承担相应的国际法律责任”。

该条约于1967年10月10日生效，我国于1983年12月30日加入了该条约。

1971年11月29日，联合国大会通过《外空物体造成损害的国际责任公约》（简称《责任公约》）。

《责任公约》第3条、第4条分别约定“发射国对其外空物体在地球表面及对飞行中的航空机所造成之损害，应负给付赔偿之绝对责任”，“遇一发射国外空物体在资助项目：中国科学院空间科学（二期）战略性先导科技专项（XDA15000000）地球表面以外的其他地方对另一发射国之外空物体或此种外空物体所载的人或财产造成损害时，唯有损害系由于前一国家之过失或其所负责之人之过失，该国始有责任。

龙源期刊网 悟空号暗物质粒子探测卫星作者：渐冻症魏星来源：《中国科技术语》2018年第02期2015年12月17日，由中国科学院研制的悟空号暗物质粒子探测卫星（dark matter particle explorer，DAMPE）在酒泉卫星发射中心发射升空，它的核心使命是在宇宙射线电子和伽马射线辐射中寻找暗物质粒子存在的证据，并进行天体物理研究。

它是我国第一颗暗物质粒子探测卫星，也是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

“悟空”这一具有浓郁中华民族文化的名字，蕴含着科学家们对它的深深期望，希望它能够在太空中大显身手，用它的火眼金睛去发现宇宙暗物质的蛛丝马迹。

经过两年的太空遨游，“悟空”凭借着“高能电子、伽马射线的能量测量得更准”和“区分不同种类粒子的本领更强”这两项世界领先的优势，使我国科学家绘制出了目前世界上最精确的宇宙射线能谱，并发现了在大约1.4TeV处电子射线异常增多的情况。

这预示着可能存在质量约为1.4TeV的新粒子，并有可能为暗物质。

这一成果于2017年11月30日，在《自然》杂志在线发表。

自此，“悟空号”不仅是国人的骄傲，也成为闪耀世界的明星。

● 目前，人类“捕捉”暗物质主要有3种方法，可以形象地称之为“上天、入地、对撞机”。

这其中“上天”是间接探测方法，即“捕捉”暗物质互相湮灭时产生的痕迹。

“上天”的暗物质猎手中有3个较为知名，一个是安装在国际空间站上的阿尔法磁谱仪2号，一个是美国宇航局的费米太空望远镜，一个就是中国的悟空号，而相比之下，悟空号是迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星，超过国际上所有同类探测器。

——《中国第一颗暗物质粒子探测卫星悟空号“取经”记》（中国青年报，2017年12月4日）● “悟空”首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进介绍，电子宇宙射线的正常能谱变化应该是一条平滑曲线，但根据“悟空”观测数据，在1.4万亿电子伏特（TeV）的超高能谱段突然出现剧烈波动，呈现一个“尖峰”。

第八课科技发展造福人类学习目标：1、了解认识世界是一个漫长的过程；2、学习科学家们为追求真理、坚持真理的精神；3、认识科技改变世界。

学习重点：了解我国近年来的重大科技成果。

学习难点：理解科技是把双刃剑。

科技窗：我国重大科技成果创新驱动发展战略大力实施，创新型国家建设成果丰硕，天宫、蛟龙、天眼、悟空、墨子、大飞机等重大科技成果相继问世。

”习总书记在十九大报告中，专门点了这些科技成果的名。

天宫：指的是中国自主设计发射的太空空间站，现已发射天宫一号和二号两艘飞船。

一号大哥是我国第一个目标飞行器和空间实验室，于2011年进入太空。

2016年3月，在超期服役两年半之后，它正式终止了数据服务。

6个月后，天宫二号接棒，开始了它的翱翔。

天宫二号经过了全面升级换代，是我国第一个真正意义上的空间实验室。

升上太空后，它已经接待了两批访客——神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船；有关航天医学、空间科学、空间应用的各种实验也在它身上展开。

天宫二号还创造了中国载人航天史上的多项“第一”：第一次在一艘载人飞船的支持下实现两位航天员30天中期驻留；第一次采用喷气控制的组合体连续偏航飞行模式；第一次对人机协同的空间站维修体系进行在轨验证……“天眼”：一口看得很远的“锅”。

“天眼”是500米口径球面射电望远镜（FAST）的“江湖名号”。

从理论上来说，它能看到137亿光年以外的电磁信号。

当然，FAST还有个更平易近人的名字——“大锅”。

因为，它长得还真像口锅。

大锅建在贵州黔南州平塘县克度镇金科村的一个圆形洼地里。

它的主要职责是接收遥远星空传来的电磁波。

FAST真大，建起来也真难。

1994年，FAST工程概念提出；2016年9月，FAST落成启用。

蛟龙: 指的是蛟龙号载人潜水器，是一艘由中国自行设计、自主集成研制的载人深海潜水器。

也是863计划中的一个重大研究专项。

2010年5月至7月，蛟龙号载人潜水器在中国南海中进行了多次下潜任务，最大下潜深度达到了3759米。

中国的空间科学卫星计划2023年1月，中国第一个空间科学卫星方案“空间科学战略性先导科技专项”（下文简称“空间科学先导专项”）正式启动。

专项目标是在具有重大科学发觉潜力的科学前沿领域，通过自主和国际合作科学卫星方案，实现科学上的重大创新突破，带动相关高技术的跨越式进展，发挥空间科学在国家进展中的重要战略作用。

“十二五”期间，专项部署了包括硬X射线调制望远镜卫星（HXMT）、量子科学试验卫星（QUESS）、暗物质粒子探测卫星（DAMPE）、实践十号返回式科学试验卫星（SJ-10）、空间科学背景型号项目和空间科学预先讨论等项目。

HXMT将实现宽波段（1-250keV）X射线巡天，探测大批超大质量黑洞和其他高能天体，讨论宇宙X射线背景辐射的性质；将通过定点观测黑洞和中子星X射线双星，讨论它们的多波段快速光变，探究黑洞强引力场和中子星强磁场中物质的动力学和高能辐射过程。

该卫星已于2023年底进入正样研制阶段。

QUESS将进行星地高速量子密钥分发试验，并进行广域量子密钥网络试验；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态试验，开展空间尺度量子力学完备性检验的试验讨论。

DAMPE致力于通过在空间高辨别、宽波段观测高能电子和伽马射线查找和讨论暗物质粒子，在暗物质讨论这一前沿科学领域取得重大突破；通过观测TeV以上的高能电子及重核，在宇宙射线起源方面取得突破；通过观测高能伽马射线，在伽马天文方面取得重要成果。

SJ-10是特地用于“微重力科学和空间生命科学”空间试验讨论的返回式卫星，共搭载19项科学试验项目，旨在讨论、揭示微重力条件和空间辐射条件下物质运动及生命活动的规律。

这三颗卫星目前处于初样研制阶段。

面对下一个五年方案，空间科学先导专项部署了空间科学背景型号项目。

目前已遴选出“太阳极轨望远镜方案”（SPORT）、讨论和揭示磁层-热层-电离层之间的耦合及它们在地磁场扰动下的响应的“磁层-电离层-热层耦合小卫星星座探测方案”（MIT）、“X射线时变与偏振探测卫星”（XTP）和“空间毫米波VLBI阵列”（SVLBI）、搜寻太阳系四周位于宜居带的类地行星的“系外类地行星探测方案”（STEP）、“先进天基太阳天文台”（ASOS）、捕获黑洞偶或产生的X射线暂现信号的“爱因斯坦探针”（EP）和“全球水循环观测卫星”（WCOM）等八项。

DAMPE-PSD读出电子学研制杨海波;孔洁;赵红赟;苏弘;牛晓阳;方芳【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2018(052)006【摘要】暗物质粒子探测卫星(dark matter particle explorer,DAMPE)是我国空间科学卫星系列的首发星,用于找出可能的暗物质粒子信号.塑料闪烁体阵列探测器(plastic scintillator detector,PSD)分系统作为卫星有效载荷的主体部件之一,参与承担高能粒子电荷测量和电子/γ射线鉴别任务.PSD由82根塑料闪烁体条和164个光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)组成,有328个输出通道,每根塑料闪烁体条的动态范围为2×103,需配备1套完备的读出电子学系统.该电子学系统由4块前端电子学(front-end electronics,FEE)板构成,共具有360个信号处理通道,总功耗6 W.电路主要包括电荷测量电路、模拟调理电路、模数变换电路、刻度电路、环境监测电路、FPGA电路、电源管理电路以及接口电路等,其主要功能是基于32路模拟信号将PM T的电荷信号输入VA160 ASIC芯片,考虑了抗辐照加固、温度设计等一系列关键问题,以确保在严酷的太空中具有长期的可靠性.测试结果表明,该FEE系统工作稳定、性能良好,具有较好的技术指标,每个电子学通道实现了0～12.5 pC的动态范围,通道的随机噪声水平好于2 fC,积分非线性好于0.6％.FEE能适应恶劣的空间环境,具有很高的可靠性.FEE配合PSD样机还分别于2014年和2015年在欧洲核子中心(CERN)的PS和SPS终端成功完成了2次束流试验,验证了PSD的探测能力完全满足任务书中提出的功能和指标要求,能很好实现实际科学任务需求.【总页数】8页(P1124-1131)【作者】杨海波;孔洁;赵红赟;苏弘;牛晓阳;方芳【作者单位】中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州 730000;中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州 730000;中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州 730000;中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州 730000;中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州730000;中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州 730000【正文语种】中文【中图分类】TL82【相关文献】1.LHAASO缪子探测器阵列读出电子学系统研制 [J], 王炜;常劲帆;刘湘;赵怡然;王铮2.PandaX-nT暗物质探测实验读出电子学预研系统的研制 [J], 王淑文; 沈仲弢; 王硕; 封常青; 刘树彬3.大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制 [J], 马毅超; 史永胜; 陈元柏; 洪鑫扬; 孙志嘉; 周健荣; 周晓娟; 滕海云; 周建晋; 庄建; 周科4.高计数率气体探测器读出电子学原型机研制 [J], 孙志朋;佘乾顺;赵红赟;千奕;孔洁;蒲天磊;苏弘;袁江月5.CSNS多功能反射谱仪主探测器读出电子学系统研制 [J], 曾莉欣;赵豫斌;陈少佳;田兴成;于莉;骆宏;王艳凤;赵东旭;孙志嘉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。