①无所不在又无迹可寻的暗物质粒子,似乎正从理论预言走向现实。北京时间昨天凌晨,诺奖得主丁肇中率领的团队首次公布了观测宇宙射线18个月后得出的结论,其与暗物质粒子模型相当吻合。成果虽有待进一步完善和验证,但无疑点燃了学界对破解暗物质之谜的热情和信心。
②这个堪称人类最昂贵实验的支点,就是阿尔法磁谱仪(AMS),它让人类首次打开了一扇从太空观测宇宙射线的大门。
赶赴太空探测粒子
③数百年来,人类观测宇宙主要是借助望远镜搜集远方传来的光。但暗物质不发光,要了解它就得另辟蹊径。
④除了光子,宇宙中飞行着大量高能粒子(即“宇宙射线”)。但与光子不同,这些粒子带电、有质量,穿透大气层时很容易发生反应,变成次生粒子,其种类、性质等都发生变化。要直接从宇宙射线中搜集原始的信息,就必须避开大气层。阿尔法磁谱仪就是一台直接在太空中运行的高能粒子探测器。
⑤阿尔法磁谱仪重7吨,能耗2500瓦,主体是直径1.3米、高0.8米的空心圆柱体,中央有强大的人造磁场,外围布置着各种高精度探测器。根据电磁原理,带正电和负电的粒子通过磁场后,会朝不同方向偏转,这就能区分并获得宇宙中各类高能粒子的参数。
⑥但要把大型磁铁送入太空并不容易。若没有特殊技术,磁体会把飞行器变成指南针,在地磁场的作用下,航天飞机、空间站很容易失控。过去40年,虽有人也想过在太空架设磁谱仪,但一直没有成功。
中国智慧解决难题
⑦丁肇中团队荟萃了16个国家的数百名研究人员。在许多场合,他都表达了对“中国智慧”和中国研究者的感谢。
⑧丁肇中最感谢的,应该是帮他解决将强磁体送入太空难题的中科院电工所、中科院高能所、中国运载火箭技术研究院等中国科研机构。中国科学院电工所提供的阿尔法磁谱仪核心磁体,采用了独特的磁路设计,重量轻、无漏磁,而且非常可靠。
⑨这块磁体由4000块小磁铁组成,丁肇中曾做过破坏性试验,防止在极端情况下有磁体飞出,击穿飞行器从而酿成大祸,结果让他非常放心。磁体最终顺利通过了美国国家航空航天局严格的安全审查,成为人类送入宇宙的第一块大型磁体。
为防犯错近乎苛刻
⑩由于阿尔法磁谱仪独一无二的地位,它的数据、衍生的结论难以被第三方验证。因此,丁肇中对“不出错”的要求近乎苛刻:“我想今后50年里也不可能有人再做这么大、这么困难的实验了。”
11阿尔法磁谱仪的很多部件,都做了10到20个,然后选出最好的一个。升空后,丁肇中每天都召集会议,分析仪器运行,研究如何减少误差。他将数据分析团队分成两个小组,互不通气,独立拿出自己的结论,用这种特殊机制保证结果的可信度。
12丁肇中说,做实验要有自信,但这是一种战略上的自信,实际操作中,他要求所有人对任何仪器都报以怀疑,以此保持足够的谨慎。在首篇论文发表之际,丁肇中仍对外强调保持冷静和耐心。他说,搞清目前发现的正电子的来源,可能还需要一段时间。研究者必须抛弃偏见,秉持开放的态度。他说,项目才“刚刚开始”,目前收集到的数据是阿尔法磁谱仪预期收集数据的10%左右,还有很多未知等待探测。
(选自《文汇报》 2013年4月5日 期,略有改动)
1.丁肇中说“我想今后50年里也不可能有人再做这么大、这么困难的实验了”。联系全文,归纳这个实验“这么大、这么困难”具体指哪些?(5分)
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2.说说文中画线句中划线部分的作用。(4分)
(1)无所不在又无迹可寻的暗物质粒子,似乎正从理论预言走向现实。
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(2)磁体最终顺利通过了美国国家航空航天局严格的安全审查
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3.下面一段话作为一个独立段落,你觉得放在文中什么位置比较合适?说说理由。(5分)
此外,山东大学的热控制系统、东南大学的计算机系统、中山大学的冷却系统等,都为整个项目作出了重大贡献。
应放在: _____________________________
理 由:_____________________________
4.阅读下面的材料,你发现丁肇中和伽利略有哪些相似之处?(4分)
基于长期的经验,我似乎发现,人们在认识事物时处于这种境地:知识愈浅薄的人,愈想夸夸其谈;相反知识丰富倒使人在判断某些事物时,变得非常优柔寡断。(《我们的知识是有限的》伽利略)
教学之余,伽利略更忙于实验。他说,他的目的是重新检验亚里土多德有关科学的学说,而不是把这些学说当做福音真理来接受。他发现真理的道路,不是靠背诵亚里士多德的著作,而是通过学习“大自然这本宝书”。(《斜塔上的实验》亨利?托马斯等)
参考答案:
1.(1)这是人类最昂贵的实验(2)磁谱仪很大,送入太空不容易(3)研究团队庞大(4)数据、结论难以被第三方认证(5)数据收集量大
2.(1)似乎表明暗物质粒子从理论预言走向现实只是一种推测,还有很多未知等待探测。
(2)审查虽然很严格仍能顺利通过,说明磁谱仪核心磁体的设计独特,性能可靠。(2分)
3.(9)从“此外”一词可见这段文字是对8、9两节内容的补充;体现了中国智慧在解决难题的过程中发挥的重要作用;从“最感谢”到“此外”也可以体现由主到次的说明顺序。(意近即可)
4.虽学识渊博,但研究态度都很严谨;注重研究、实验,而不是被动接受知识;都有探求的欲望;敢于质疑。(答出两点,意近即可)