新华社记者 蔡玉高

　　 ２０日出版的《Nature》杂志发表了我国天文学家、中科院紫金山天文台研究员常进与国外同行合作的研究成果《宇宙电子在3000-8000亿电子伏特能量区间发现“超”》。该成果将可能是人类第一次发现暗物质粒子湮灭的证据。

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　　 在现代天文学界和物理学界，有一个被科学家称为“世纪之谜”的问题待解，它也是困扰现代物理学发展的一个重大难题，这便是暗物质，暗物质的本质到现在还不清楚。

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　　 １９３７年，天文学家弗里兹?扎维奇发现，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，然而星系的运行速度却远远超出万有引力公式计算出的结果，这表明除了人类已知的星系团核心物质对该星系的引力外，存在其它引力。天文学家进一步推断，在人类已知的宇宙物质之外，还有一种物质存在。

　　 此后７０多年的研究、分析均表明，这一至今未被人们观测到的物质即“暗物质”肯定在宇宙中存在，而且其在宇宙中所占的份额远远超过目前人类可以看到的物质。紫台空间天文实验室主任常进介绍，最新天文观测表明，宇宙中最重要的成分是暗物质和暗能量，暗物质占宇宙的２５％，暗能量占７０％，而我们通常所观测到的普通物质只占宇宙质量的５％。宇宙“暗”的一面，主宰了整个宇宙。

　　 常进表示，尽管多年来的天文大尺度观测结果间接验证了暗物质的存在，但物理上直接的观测证据到现在还没有找到。也就是说，直到目前为止人类还不知道暗物质究竟以怎样的形式存在，它们或许是以粒子的形式存在，或许又以别的人类未知的形式存在……

　　 暗物质粒子探测意义重大，目前已成为国际上空间探测的热点。欧洲与俄罗斯耗费数亿美元，联合研制了磁谱仪探测器PAMELA。该探测器希望通过观测正电子寻找暗物质粒子湮灭的证据。

　　 “一旦发现其存在的形式，那将是现代物理学的重大突破，人类的天文、物理教科书也将随之改变。”常进说。

　　 国际上高分辨观测宇宙高能电子能谱一直是空白，常用的空间磁谱仪方法技术复杂，价格昂贵。紫金山天文台空间天文试验室一直在探索寻求一种简单有效的观测高能电子的方法。

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　　 美国南极长周期气球项目“ATIC”（先进薄电离量能器）本来的主要科学目标是观测高能宇宙线，电子和伽玛射线不在其列。１９９８年，常进与“ATIC”接触，提出用ATIC的设备观测高能电子和伽玛射线。经过多次沟通，常进的建议被ATIC接受。

　　 ２０００年底至２００１年初，经过改造后的ATIC观测设备在南极升空观测高能电子。常进介绍，首次观测非常成功，他们获得了大量高能电子的数据。但经过计算和研究后发现，他们所观测到的高能电子的流量与目前学界已掌握的情况有较大差异。

　　 据了解，以往学界普遍认为太阳系附近的高能电子主要来源于超新星遗迹，并建立了太阳系高能电子流量模型。可他们获得的高能电子的流量却远远超出了模型预计的流量。这意味着高能电子还存在别的“起源”。

　　 不明来源的高能电子究竟来自于何处？常进告诉记者，这有很多种可能，不过经过分析后，他们发现观测结果与目前暗物质理论模型相吻合。这就表明这些不明来源的高能粒子将有可能是暗物质粒子湮灭时所产生的。这样的研究结果让研究团组非常激动，但课题组认为还需要对这一结果进行多次观测验证。

　　 此后的７年中，常进与合作者又在南极进行了３次观测（其中１次因气球漏气失败）。这样，加上此前的观测，他们共观测到了３０００多万个宇宙线粒子，经过层层筛选，他们找到了２１０个高能电子。在翔实的数据面前，研究人员在说服自己的同时，也得到了业内人士的认可。

　　 今年５月，常进与合作者将他们的研究论文向《Nature》投稿。以严谨著称的《Nature》经过多轮的考察，接受了常进的论文，并以介绍论文第一作者的形式对常进进行了专访，刊登在同期刊物上。

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　　 记者了解到，在论文发表前，常进的研究成果已经在国外科学界引起了震动。而随着《Nature》相关文章和评论的刊出，这一成果将引起越来越多人的关注。

　　 瑞典斯德哥尔摩大学教授、暗物质理论专家LarsBergstrom在接受《Science》记者采访时表示，ATIC数据与Pamela在不久前公布数据吻合很好，从ATIC测量结果看，目前的探测结果更像暗物质粒子湮灭。

　　 英国爱丁堡大学教授泰勒则表示，即使最后证明该“超”不是暗物质产生的，ATIC观测对解决宇宙线起源这一未解之谜意义重大。

　　 “当然这些还待进一步观测研究去检验，”常进说，一旦被证实的话，那就意味人类首次发现了暗物质存在的形式，这将是现代天体物理学的重大突破，意义不言而喻。

　　 常进表示，当然目前高能电子的观测精度还可以进一步提高，并不排除这些不明来历的高能电子来自于太阳系附近的特殊天体。即使这样，这也是人类第一次直接观测到来自于“特殊天体”的高能电子。

　　 常进告诉记者，他们的研究也只是刚刚开始，要想得出最终的结论还有很长的路要走。今后，他与研究团队将进一步提高观测设备的精度，以期得出更加翔实的数据，找到更为充分的证据。（完）