山东大学发布AMS实验重大成果：暗物质可能存在
北京时间9月18日11：30分，山东大学程林教授团队与丁肇中合作的AMS项目重大成果发布会在日内瓦举行，诺贝尔奖得主、美籍华人物理学家丁肇中公布阿尔法磁谱仪((AMS)项目最新研究成果，进一步显示宇宙射线中过量的正电子可能来自暗物质。丁肇中先生特委托山东大学工学博士程林教授在国内发布有关进展成果。
20日上午，山东大学召开了程林教授记者见面会，现场通报并解答了实验结果。
公布有关暗物质研究最新成果的，是诺贝尔物理学奖得主、美籍华人科学家丁肇中教授主持的实验室。在已完成的观测中，证明暗物质存在实验的6个有关特征中，已有5个得到确认。这一研究结果将人类对暗物质的探索，向前推进一大步。
那么，到底什么是暗物质呢？
“暗物质是指一种人眼看不到的物质，想要证明它的存在可不容易。”国家天文台宇宙暗物质暗能量组首席研究员陈学雷介绍说，1930年左右，科学家发现有一些有一些星系团中的物质，产生的引力要比其他可以看到的星系多一些，但是这些物质不发光。所以就起名为暗物质，因为不发光，但是可以产生引力。后来又在很多别的地方发现这种物质，而且发现这种不发光的物质比我们已知的物质要多很多。所以这是一个重要的科学问题。
记者见面会上，程林教授向记者介绍说，山东大学2004年参加这项工作，到2011年历时七年，完成了阿尔法磁谱仪的热控制系统，热控制系统是所有元件能够正常工作的基础，因为阿尔法磁谱仪是安装在国际空间站上的仪器，受外部条件的影响，温度变化非常大，但是所有仪器都要在一个温度相对稳定的环境下工作，所以热控制系统是非常重要的。
“从2011年，阿尔法磁谱仪被安放在空间站上，现在这个热系统已经运行了三年多，在三年多的时间之内没有发生任何问题，保证了所有探测仪正常的工作，因此山东大学的工作也是整个阿尔法磁谱仪能够成功最为关键的工作，也因此受到阿尔法磁谱仪所有项目组的尊重。”程林表示。
程林提到，阿尔法磁谱仪既是一个伟大的科学实验，同时它又是一个非常巨大的技术的平台，是一个不断产生新思想新发明新技术的这样一个过程。
“山东大学把在阿尔法磁谱仪制造过程中的新技术用到了我们自己的生产的过程中，我们山东大学和山水集团合作进行了工业节能的实验，现在根据初步的实验结果，它的节能效益还是非常巨大的。”
程林举例说明，“比如说，在一条3000吨的水泥生产线上，加了新技术之后，每天可以节约15吨标准煤，同时在节约煤的基础上，能够增加发电24000度，同时每天可以节约1000度电，这仅仅是在一条生产线上，咱们国家像这样的生产线大概有数百条，如果推广之后，它的经济效益是不可估量的，热回收的方式，在水泥回转窑上进行热回收还是非常困难的。”
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由丁肇中教授领导阿尔法磁谱仪（AMS）项目是目前世界上规模最大的科学项目之一，2011年5月16日由美国“奋进号”航天飞机送入太空，是目前唯一永久安放在国际空间站上的具有开创型的大型科学实验。它的任务是寻找暗物质并探寻其起源。根据现有理论，宇宙中的暗物质远远多于普通物质，暗物质碰撞会产生过量的正电子，阿尔法磁谱仪可对宇宙射线中的正电子进行精密观测。
据介绍，AMS已发现了1090亿个电子与反电子，测量的反电子分率在停止增加时的能量为275±32 GeV，这是半世纪以来的宇宙射线实验首次看到反电子分率的最大值。这一结果与2013年4月AMS项目第一次公布的实验结果将共同成为人类探测暗物质的重要里程碑。
记者了解到，AMS对热环境的要求极其苛刻，各探测器的响应均与温度有关。各探测器的温度在时间和空间上要保持稳定，同时，必须将各探测器所产生的热量只能传递到外层空间，而不能有任何热量辐射到国际空间站的太阳能板和其他部件上。AMS随国际空间站每90分钟绕地球一圈，经历-40℃～+60℃温度周期性变化，极端热环境低温可至-90℃、高温可至+230℃，散热条件非常复杂，热系统是AMS各部件正常工作的基础。
山东大学于2004年3月参加AMS项目，历时7年完成了在国际空间站上运行的粒子探测装置阿尔法磁谱仪的热系统，解决了太空粒子探测的关键工程问题。
山东大学程林教授担任AMS热系统总负责人，全面负责AMS热系统的研究、设计、制造与实验。针对AMS在面向太阳时外部温度远高于内部温度无法自然散热、背阳时外部温度过低可致其内部元件损毁的温度环境，提出了一种利用周期性大温差变化和大热容介质传热动态特征保持探测器温度平衡的新方法。领导了来自麻省理工学院、瑞士苏黎世高工、美国宇航局等不同单位的三十多位科学家共同工作，保证了系统的高效散热以及温度场的均匀性和稳定性，解决了AMS在国际空间站环境下运行的关键问题。
在AMS安放在国际空间站上之后，山东大学继续全面负责热系统运行与监测，进行不间断地记录与检测，所有数据均具有原始性、唯一性、不可替代性。根据太空运行的实际数据，及时修正和新建了若干热控制模型，以应对不同的极端条件，确保了AMS整体及各探测器温度保持在规定范围之内。
山东大学先后有52人在欧洲核子中心、意大利CGS、欧洲航天技术中心工作，自2004年至今从未间断，山东大学热科学团队对AMS探测器的建造和数据分析做出了杰出贡献，受到了AMS项目组所有参加单位的一致认同和高度赞扬。（满倩）