중국 스촨성(四川) 남부 지하 2400되는 중국 진핑 지하 실험실(锦屏地下实验室)에서

판다 엑스(PandaX) 실험팀 과학자들이 시설에 대해 보수 진행(2016년 6월 28일 촬영)

11월 30일 신화사 보도에 따르면 중국 과학원은 ‘우쿵(悟空)’ 암물질 입자 탐측 위성이 우주 공간에서 전자 우주선의 이상한 파동을 측량했다고 공포했다. 이 파동은 지금까지 관측하지 못한 것으로서 이는 중국 과학자들이 창조적인 발견을 취득했으며 암물질과의 관련 가능성이 있는 것을 의미한다. 이 성과는 베이징 시간으로 11월 30일 국제 권위의 학술지 ‘네이처(Nature)’에 온라인으로 발표됐다.

‘우쿵’ 위성 수석과학자이며 중과원 즈진산 천문대(中科院紫金山天文台) 부대장인 창진(常进)의 소개에 따르면 전자 우주선의 정상적인 에너지 스펙트럼 변화는 매끈한 곡선이지만 ‘우쿵’이 관찰한 데이터에 따르면 1.4TeV의 초고 에너지 스펙트럼 구간에 갑자기 격렬한 파동이 출현하고 ‘첨봉(尖峰)’ 양상을 나타냈다. 이는 이 곳에 틀림없이 하나의 참신한 물리적 현상이 있음을 표명한다. 

이 현상이 과학자들이 애타게 찾던 암물질 종적이 아닐지? 창진은 기존의 탐측 데이터 수량과 이론 모형에 근거하면 아직 확정할수는 없다고 표시했다 그러나 이 암물질로 의심되는 종적은 최근연간 과학자들이 암물질과 가장 근접한 하나의 중대한 발견이며 인류의 우주 관측의 새로운 창문을 열게 된 것이다. 

‘우쿵’위성의 최신 발견은 선도적 원천적 중대한 돌파이다. ‘ 바이춘리(白春礼) 중과원 원장은 만일 후속연구가 이 발견의 암물질과 관련됨을 증명하면 획기적인 과학성과로서 암물질과 무관하다고 해도 기존의 과학 이론에 돌파를 가져올수 있다고 말했다. 현재 주류 과학계는 인류가 이미 발견한 물질은 우주 총 물질량의 5%도 안되며 남은 부분은 암물질과 암에너지 등으로 구성됐다고 인정한다. 암물질이 직접 관측이 불가능하고 물질과의 상호 작용도 매우 취약하므로 인류는 지금까지 그에 대해 아는 것이 매우 적다. 암물질의 미스테리를 푸는 것은 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus，1473년2월19일～1543년5월24일)의 태양중심설, 뉴턴(Isaac Newton,1643년1월4일～1727년3월31일)의 만유인력 법칙, 아인슈타인(Albert Einstein, 1879년3월14일～1955년.4월18일)의 상대성 이론, 양자 역학을 이어 인류의 자연법칙 인식의 또 한 차례의 중대한 비약으로 된다.

‘우쿵’위성은 중과원 소속의 여러 단위의 과학연구 역량을 집합했다. 프로젝트 준비로부터 015년 말 발사 성공에 이르기까지 총체로 10여년을 경력했다. 미국의 페르미(Fermi) 위성, 일본의 전자 물량형  전자 망원경 및 저명한 물리학자 딩자오중(丁肇中,Samuel Chao Chung Ting)이 주최한 알파 스펙트럼 분광기 등 국제 동종류 시설과 비해 ‘우쿵’의 투입이 상대적으로 적지만 ‘고에너지 전자, 감마선 에너지 측량 정확도’와 ‘같지 않는 종류 입자 구별 능력’등 2대 관건지표차원에서 세계 선두적이다.

在地处四川南部地底2400米的中国锦屏地下实验室，PandaX实验组的研究人员对设备进行维护（2016年6月28日摄）。该实验组利用在空气中提纯的惰性元素氙作为探测媒介来寻找暗物质。

据中国科学院公布，暗物质粒子探测卫星“悟空”有充分数据证实，在太空中测量到了电子宇宙射线的一处异常波动。这一波动此前从未被观测到，意味着中国科学家取得一项开创性发现，且有可能与暗物质相关。该成果于北京时间30日由国际权威学术期刊《自然》在线发表。

“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”。这表明，此处必然有一个全新的物理现象。

这一现象是否就是科学家苦苦追寻的暗物质踪迹？常进表示，根据现有的探测数据量和理论模型，目前还无法做出断定。但这一疑似暗物质的踪迹，是近年来科学家离暗物质最近的一次重大发现，也将打开人类观测宇宙的一扇新窗口。

“‘悟空’的最新发现，是引领性原创成果重大突破。”中科院院长白春礼说，如果后续研究证实这一发现与暗物质相关，将是一项具有划时代意义的科学成果，即便与暗物质无关，也可能带来对现有科学理论的突破。

当前主流科学界认为，人类已经发现的物质只占宇宙总物质量不足5％，剩余部分由暗物质和暗能量等构成。由于暗物质无法被直接观测，与物质相互作用也很弱，人类至今对它知之甚少。揭开暗物质之谜，被认为是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论、量子力学之后，人类认识自然规律的又一次重大飞跃。

“悟空”卫星集合了中科院下属多个单位的科研力量，自项目酝酿到2015年底成功发射，共历时十余年。与美国费米卫星、日本量能器型电子望远镜以及著名物理学家丁肇中主持的阿尔法磁谱仪等国际同类设备相比，“悟空”投入相对小，在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类粒子的本领”这两项关键技术指标方面世界领先。

/新华通讯社