在中大演讲时透露探测器明年2月入太空 热控系统由中大研发 记者徐静摄
我们环境中的物质是正物质，它由原子组成，原子由带正电的质子和带负电的电子以及中性的中子组成。与此相反，由带负电的质子和带正电的电子组成的物质就是反物质。
本报讯 （记者徐静 通讯员 李汉荣、王丽霞）诺贝尔物理学奖获得者丁肇中前日做客中大诺贝尔大师系列讲坛，作题为“我和中山大学合作的国际空间站上的AMS实验”的演讲。他透露，AMS项目将在明年2月份升空进入国际太空站。AMS项目是要在太空站上探测反物质的磁谱仪，如果发现反物质，将成为“宇宙大爆炸”理论的重要支持证据。中山大学参与反物质探测器的关键部位热控制系统的设计研究。
深入太空才能探测反物质
丁肇中受到学生最热情的欢迎，中山大学小礼堂坐满了慕名而来的老师学生。
丁肇中介绍，AMS（阿尔法磁谱仪）的目的主要是寻找反物质组成的宇宙、寻找暗物质的来源和测量宇宙线的来源。
这个项目的意义何在？丁肇中说，根据宇宙大爆炸理论，宇宙中物质与反物质的数量应该一样多，那么，由反物质组成的反宇宙在什么地方？假如它存在的话，就会发射出反氦和反碳等，这些反物质会穿过太空而接近地球，我们应该能够在太空中探测到。不过，因物质与反物质在大气中互相湮灭，它们不可能在地面上探测到，而只能将探测器送入太空。因为原子和反原子具有相反的电荷，所以要找反原子，必须用磁铁来测量它在磁场中的轨道进行探测。
此外，宇宙中90%的物质是看不到的，它们叫暗物质，AMS也希望能够捕捉到暗物质。
探测器对温度变化极敏感
据介绍，AMS探测器含有5个子探测器，AMS-02计划是国际空间站上唯一的大型科学实验，硅微条探测器是其核心探测器。硅微条探测器是用于探测反物质的，它可以辨别粒子是否带电（荷），而且还能辨别带的是正电荷还是负电荷。
不过，对于设计空间分辨率为10微米的AMS探测器来说，碳纤维架子的少许变形，就达不到实验要求。对每1.5小时绕地球一周，期间经历日照和阴影区的航天探测器来说，其表面温度会大幅起落，影响内部温度的变化和分布，也就会产生热胀冷缩。如果有3℃的温度变化，探测器的空间分辨率就达不到设计要求；为此，轨迹探测器需要温度分布均匀、稳定的热环境。
中大热控系统表现出色
这个问题就是中山大学的团队解决的，它能确保探测器温度的稳定。中山大学负责研制的就是保证该探测器正常运作的热控系统，“没有TTCS就没有AMS实验”——这是AMS团队对TTCS系统重要性的客观评价。TTCS系统是国内大学参与AMS项目所研制的、唯一在太空上运行的装置。
从2004年开始，中山大学就进入研究阶段。为了满足上述探测器的要求，设计选用机械泵驱动的二氧化碳两相回路，保证两相二氧化碳流体沿程温度一致。简单来说，这原理就如我们烧开水，水通过蒸发吸走了热量，水温仍保持在100摄氏度，这样可满足温度均匀性好的要求和散热要求。经技术测试，中大的热控系统可使温度变化保持在0.04℃，远未达到3℃。据悉，中山大学先后参加该项目的师生共有30多人。与国际空间站对接后，AMS的数据对接也将开始。丁肇中说，他有意邀请中大参与对数据的分析工作。
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