科学家为“悟空”调制出能测量宇宙高能粒子的精确“尺子”
在中国科学卫星系列首发星——暗物质粒子探测卫星“悟空”升空约一个月后,科学家们正在加紧为“悟空”调制出能测量宇宙高能粒子的精确“尺子”。2015年12月17日在甘肃酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭送入太空的“悟空”,是世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器。入轨一周后,“悟空”就睁开了它的“火眼金睛”,正式开始寻觅宇宙“幽灵”暗物质以及宇宙射线的科学探测工作。 中国暗物质卫星首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进说,卫星已经采集了一亿多个高能粒子。目前卫星科学应用系统团队正加紧开展标定工作,他将标定比喻成打造一把精确的尺子。 他介绍,“悟空”每天收集包含质子、电子、阿尔法粒子、宇宙射线核素、伽马射线等在内的四五百万个高能粒子,其中高能电子与伽马射线是科学家重点要寻找的。“如果探测器标定的好,科学家需要的信号自然就会从数据中冒出来。” “现在载荷看起来很完美,但是这还不够。探测器包含76000个小探测器,每一个究竟情况怎么样,需要去标定它,每一个刻度都要准确。这是很细致的工作,急不得。如果有小毛病,一定要及早挑出。否则,一年后数据量非常大,这些数据全部处理一遍,可能需要几个星期,甚至更长时间。”常进说。 暗物质卫星高级数据产品处理分系统主任设计师藏京京说,卫星数据分析使用的高性能计算平台包含128个CPU,每个CPU有10个核。其处理半个月的数据,如果用普通电脑则需几十年。 “科学家要做的事情就是为探测器做精细的刻度,给出误差尽可能小的计算结果。通过标定,把探测器设置成最佳状态,知道它的最佳运行模式。标定好,就可以收集更多有效数据,排除‘噪音’。比如现在花一个多月来做标定,以后可以节省一倍乃至数倍的时间来获得有效数据。”藏京京说。 暗物质卫星科学应用系统总设计师伍健说,即便现在“尺子”已非常精准,后面也还要不断标定,因为探测器在太空中经过宇宙线不断轰击后,性能会发生变化。“像美国费米卫星的软件已经做到第八个版本了,我们现在还在做第一个版本。” |