AMS實驗最新成果公布暗物質(zhì)發(fā)現(xiàn)只差一步

AMS實驗最新成果公布暗物質(zhì)發(fā)現(xiàn)只差一步

丁肇中教授

9月21日，中國大陸第一所參與阿爾磁譜儀實驗AMS(Alpha Magnetic Spectrometer)項目合作的高校——東南大學召開新聞發(fā)布會，發(fā)布了丁肇中教授主持的AMS項目的最新研究成果。此項研究成果證明了暗物質(zhì)存在實驗的6個有關特征中，已有5個得到確認，進一步顯示宇宙射線中過量的正電子可能來自暗物質(zhì)。這也是AMS實驗自19年前啟動以來，第二次正式公布研究結(jié)果。

AMS實驗由美籍華人物理學家、諾貝爾獎獲得者丁肇中教授主持，希望通過收集暗物質(zhì)碰撞過后產(chǎn)生的正電子來尋找暗物質(zhì)，全球有15個國家的56個研究機構參與其中。從2002年起，東南大學就參與了AMS項目與丁肇中教授合作，包括AMS探測器的合作研制和建立東南大學AMS數(shù)據(jù)處理和分析中心（AMS-SOC），為尋找暗物質(zhì)發(fā)揮了重要的作用。

自2011年5月AMS探測器升空以來，目前已累計接收到來自國際空間站的數(shù)據(jù)107TB，未來十年的實驗數(shù)據(jù)總量將達到4PB，對這些海量數(shù)據(jù)存儲、處理和分析是一個典型的科學大數(shù)據(jù)應用，同時也是AMS實驗當前工作的重中之重。

在過去的44個月里，AMS實驗已經(jīng)收集了540億個宇宙射線數(shù)據(jù)，經(jīng)過對其中410億個宇宙射線的分析，發(fā)現(xiàn)正電子占所有電子的比例達到一定水平之后就不再上升；同時，宇宙射線中正電子和負電子的數(shù)量以及隨能量而發(fā)生的變化趨勢并不對等。這一結(jié)果和與以往各國科學家得出的結(jié)論不同。丁肇中教授認為這是半個世紀以來在宇宙射線觀測中得出的最重要發(fā)現(xiàn)。在找到正電子比例峰值之后，接下來AMS實驗將繼續(xù)收集數(shù)據(jù)，直到其比例開始下降，然后通過下降的速度來判斷正電子是否來源于暗物質(zhì)。

據(jù)了解，東南大學通過探測正電子來尋找暗物質(zhì)。從410億個數(shù)據(jù)中尋找這樣的正電子，目前觀測到的約有1000萬個，相當于沙中淘金。這個搜尋的過程，就要靠數(shù)據(jù)分析。首先，AMS探測儀探測到太空中“流竄”的粒子。產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，帶電粒子穿越探測器時，探測器的磁場會對它施加洛侖茲力使之發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時會將數(shù)據(jù)（軌跡、路徑和偏轉(zhuǎn)的角度）采集下來傳輸?shù)矫绹鴩液娇蘸教炀郑∟ASA）。然后，NASA傳輸?shù)轿挥谌諆?nèi)瓦的歐洲核子研究中心。接收后，數(shù)據(jù)傳到東南大學進行分析（判斷粒子飛行的時間和角度，來判斷粒子的質(zhì)量和帶電性，確定是什么粒子，是否是暗物質(zhì)或者反物質(zhì)組成）。

據(jù)東南大學參與該計劃的項目團隊負責人、東南大學計算機科學與工程學院院長羅軍舟教授介紹，截止目前，東南大學AMS-SOC在第一輪和第二輪實驗中，處理和分析的數(shù)據(jù)總量超過556TB，累計貢獻超過85萬CPU小時，在AMS全球六個地區(qū)（中國、德國、意大利、西班牙、法國、中國臺灣）數(shù)據(jù)處理中心排行第一。

為了把這項工作做好，東南大學在云計算和大數(shù)據(jù)處理領域進行了長期深入的研究，先后投入經(jīng)費2500萬元，搭建了面向大數(shù)據(jù)處理的云計算平臺，并提供虛擬化和高性能混合計算環(huán)境。基于此，東南大學成功構建了AMS實驗在亞洲地區(qū)乃至世界范圍內(nèi)最主要的數(shù)據(jù)處理和分析中心，總體規(guī)模達5500 CPU核，920TB存儲，峰值浮點計算能力每秒70萬億次。

未來，東南大學將繼續(xù)深入開展AMS實驗大數(shù)據(jù)處理的相關工作，進一步攻克面向AMS的云計算及大數(shù)據(jù)處理關鍵技術，積極推動AMS實驗探索暗物質(zhì)來源的進程，同時還將有效促進我國在面向科學計算的大數(shù)據(jù)處理以及云計算等相關領域的研究水平與技術創(chuàng)新，形成自主知識產(chǎn)權，提升國際競爭力。

（資料來源：人民網(wǎng)、搜狐網(wǎng)等）