阿尔法磁谱仪到底是什么？

阿尔法(α)磁谱仪是1998年人类送入太空的第一台大型磁谱仪。它利用强磁场和精密探测器探测太空中的反物质和暗物质，探索和研究宇宙物理、基本粒子物理和宇宙演化中的一些重要而困难的问题，如寻找磁单极子。最早的阿尔法磁谱仪是在1998年由发现号航天飞机送入太空的，它的测试时间约为10天。图为发现号航天飞机上的阿尔法磁谱仪，摄于和平号空间站。计划于2003年将阿尔法磁谱仪送入国际空间站工作3-5年，长期探测空间反物质和暗物质。α磁谱仪(AMS)的研制是由美籍华人物理学家、诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授(1976)提出并领导的大型国际合作科研项目。包括美国和中国在内的10多个国家和地区的37个科研机构参与了研究工作。其主要目的是寻找太空中的反物质和暗物质，解决其他重大科学问题。反物质是指由质量相同但电荷符号相反的反电子(即正电子)、反质子和反中子组成的物质，如反氦和反碳。暗物质是指用光学方法无法探测到的物质。根据现代科学研究中的一些理论，宇宙中除了正常物质(即正物质)之外，应该还有反物质；除了光学方法探测到的普通物质，应该还有光学方法探测不到的暗物质。这些物质在磁场中运动时会表现出不同的特性，因此可以被探测器探测到。α磁谱仪主要由磁系统和灵敏探测器组成。

美籍华人物理学家丁肇中教授的祖籍是山东日照县。出生在美国是因为爸爸妈妈都在美国读书(1936)。回国后不久，抗日战争爆发，随父母在四川度过童年。然后和父母去了台湾省。65438到0956，去美国留学。他先在工学院学习，然后转到物理系。获得博士学位后，他从事物理研究。1974年，他领导的实验组发现了J粒子，两年后(1976)，丁肇中教授因这一重要发现获得了诺贝尔物理学奖。1993由丁肇中教授发起，邀请美国、中国等10多个国家和地区的科学家组成阿尔法磁谱仪实验组进行国际合作研究。在阿尔法磁谱仪研究中，我国科学家完成了大型稀土永磁系统的设计、制造和安装(如图)。

可见，α磁谱仪是当代宇宙磁学的重要研究和应用成果。我们中国也为这项重要的研究和应用做出了重要贡献。

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为α磁谱仪装配大型永磁体

由中国科学院电工研究所、高能物理研究所和中国运载火箭技术研究院研制的阿尔法磁谱仪用大型永磁体在北京完成。阿尔法磁谱仪(AMS)是人类送入太空的第一台磁谱仪，是在美籍华人物理学家、诺奖得主丁肇中的领导下，与中、美、德、瑞、意等10多个国家的科学家合作建造的。AMS可以精确测量宇宙中带电粒子的动量和电荷。AMS的核心部分是由中国研制的钕铁硼材料制成的大型永磁体，重2.2吨，直径1.2m，高0.8m，中心场强1.360高斯。

在空间实验中，对磁谱仪的磁体要求非常严格，不仅要求磁场强、接收高、重量轻，而且要求磁偏和磁偶极矩非常小，能承受航天飞机起飞和着陆时的加速和剧烈振动。近20年来，欧美科学家提出了各种发展方案，但都失败了。根据丁肇中教授提出的用永磁体制造磁谱仪的设想，中科院电工所和高能所的科技人员经过大量的分析计算和模拟试验，创造性地提出了使用钕铁硼永磁体的方案，并由中国运载火箭技术研究院为该磁体设计制造了机械结构。磁体由新型高磁能积NaFeB永磁材料制成。基于魔环结构，用于空间实验、磁体和运输屏蔽系统的设计以及磁场的测量，需要大量的数值计算和多项高科技的综合。AMS磁体的初始样品制造完成后，进行了10多次振动和离心试验，以模拟空间环境。测试结果表明，磁体的性能完全满足美国国家航空航天局的严格要求。

阿尔法磁谱仪于1998年6月3日由美国发现号航天飞机送入太空，在那里探测到反物质和暗物质。

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