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摘要：一张长时间曝光的照片显示了地球和恒星在国际空间站周围移动的轨迹。美国宇航局）在宇宙的某个遥远的地方，一颗恒星爆发，一个级联开始。它们撞击行星和其他恒星并撞向星际介质，其中一小部分到达地球。，但它们并不是唯一的宇宙射线。还有另一种，更难发现，更神秘。以及1月11日发表在《物理评论快报》杂志上的一篇新论文，丁学良和他的同事们进一步绘制了这些粒子是什么以及它们的行为。
在宇宙的某个遥远的地方，一颗恒星爆发，一个级联开始。
能量和小部分物质从盛开的超新星的各个方向加速离开。它们撞击行星和其他恒星并撞向星际介质，其中一小部分到达地球。
这些是原始宇宙射线、光束和幽灵般的亚原子粒子，科学家们用精细的望远镜和一个奇怪的、仍在南极冰层下的探测器探测到中微子。当恒星在宇宙中消亡时，它们会从各个方向同时涌出一股洪流。
，但它们并不是唯一的宇宙射线。还有另一种，更难发现，更神秘。[物理学中18个最大的未解之谜]
当原始宇宙射线与星际介质（恒星之间未知的、看不见的物质）碰撞时，这种介质就产生了生命，将自己的带电粒子流送入太空，麻省理工学院的物理学教授塞缪尔·丁说1976年诺贝尔奖是因为发现了由物质夸克和反物质夸克组成的一类奇怪的新粒子中的第一个。
以及1月11日发表在《物理评论快报》杂志上的一篇新论文，丁学良和他的同事们进一步绘制了这些粒子是什么以及它们的行为。具体地说，研究人员描述了锂、铍和硼核粒子撞击地球大气层的电荷和光谱——建立在早期描述氦、碳和氧射线的电荷和光谱的基础上。
“要研究这些[粒子]，你需要在太空中放置一个磁性装置，因为“在地面上，带电的宇宙射线被100公里（62英里）的大气层吸收，”丁学良告诉《生活科学》。
这篇论文的结果是20多年工作的结晶，可以追溯到1994年5月丁学良和其他几位物理学家去拜访当时的美国宇航局局长丹尼尔·戈尔丁时的一次会议。目标：说服戈尔丁在国际空间站（ISS）上安装磁铁，该站将于四年后，即1998年开始建设。如果没有磁铁，宇宙粒子只会以直线通过任何探测器，不会给出任何有关其性质的信息，丁磊说，
戈尔丁“仔细听着”他说这对空间站来说是一个很好的实验想法。但从来没有人在太空中放置过磁铁，因为太空中的磁铁——因为它与地球磁场相互作用——会产生扭矩，空间站也会失去控制。它就像一个磁罗盘。
为了避免把国际空间站扭曲出天空，丁和他的合作者建造了阿尔法磁谱仪（AMS）：一个与费米实验室和欧洲核子研究中心（CERN）一样精确的粒子探测器，但小型化并放置在一个空心的磁管中。关键的是，管子的两个半部分有相反的极性，所以它们扭转空间站的相反方向，相互抵消，丁学良说。
2011年，AMS乘坐奋进号航天飞机飞往太空，这是第二次到最后一次飞行任务。在过去十年的大部分时间里，AMS已经无声地探测到了1000亿条宇宙射线。
一张在联盟号绕飞期间拍摄的图像显示了在2011年AMS安装期间与国际空间站对接的努力。（NASA）最终，丁和他的团队希望利用这些数据来回答关于宇宙的非常具体的问题，他说。（尽管它也能回答一些更普通的问题，比如什么粒子会在宇航员前往火星的途中向他们投掷。）
“人们说，‘星际介质’[或气体]。什么是星际媒体？什么是财产？“没人真的知道，”丁说宇宙中百分之九十的物质你看不见。因此，你称之为暗物质。问题是：我暗物质？现在，要做到这一点[回答这个问题]，你需要非常精确地测量正电子、反质子、反氦和所有这些东西。
Ting说，通过仔细测量物质和到达次级宇宙射线的反物质，他希望为理论家提供描述宇宙中看不见的物质所需的工具，并通过这种描述，找出宇宙为什么是由物质构成的，而不是反物质。包括丁在内的许多物理学家认为暗物质可能是解决这个问题的关键。
在一开始，一定有等量的物质和反物质。所以，问题是：为什么宇宙不是由反物质构成的？怎么了？有反氦的吗？抗碳？抗氧？他们在哪里？“
生命科学联系了许多研究暗物质的理论家，讨论了丁的工作和本文，许多人警告说，AMS的研究结果还没有对这一课题有太多的了解，主要是因为该仪器还没有对航天反物质进行可靠的测量（尽管已经有一些有希望的早期结果）。[扭曲物理：7个令人兴奋的发现]“KDSPE”“KDSPs”“宇宙射线如何形成和传播是一个引人入胜且重要的问题，它可以帮助我们了解星际介质和潜在的甚至是其他星系中的高能爆炸，”北卡罗来纳州立大学天体物理学家Katie Mack在一封电子邮件中写道。是该项目的关键部分。
一张图片显示了附加在国际空间站外部的AMS。（美国宇航局）Mack说，AMS可能会出现更重要的、经过验证的反物质结果，或者物质探测——就像本文中描述的那样——将帮助研究人员回答有关暗物质的问题。但这还没有发生。“但对于暗物质搜索，”她告诉《生活科学》：“最重要的是实验能告诉我们什么是反物质，因为暗物质湮灭成物质反物质对才是寻找的关键信号。”
婷说项目正在进行中。
“我们测量正电子[电子的反物质孪晶]。光谱看起来很像暗物质的理论光谱。但我们需要更多的统计数据来证实，而且这个比率非常低。“所以，我们只需要等几年，”丁说，
最初发表在《生命科学》杂志上
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