辽宁
科学家们发现，来自太空的高能粒子，宇宙线，其实就是宇宙的“原始信号”。 但最近，咱们中国一颗已经飞了10年的卫星，捕捉到了一个极其罕见的信号：镍元素。
在高达2TeV/n的能量段，这相当于把一个质子加速到2万亿电子伏特，我们居然测到了它。 在过去，这个能量区间的镍，几乎是“隐身”的，现在它被逮住了。 这就像是在一片喧闹的菜市场里，突然听清了一根银针落地的声音。 这颗卫星，叫“悟空”。
“悟空”号，全称是暗物质粒子探测卫星，2015年12月17日从酒泉发射升空。 设计寿命只有3年，结果它像个倔强的老黄牛，在离地面500公里的轨道上，一口气干了10年。 这10年里，它干了什么？ 它没闲着，它一直在“数星星”，不是真的星星，是那些看不见、摸不着，但携带巨大能量的宇宙线粒子。 截止到2026年，它已经记录了近200亿个高能粒子。 这200亿个数据，就是它这次发现镍元素的底气。
为什么要费这么大劲去抓镍？ 因为宇宙线里，99%都是氢和氦，剩下1%是更重的元素。 铁算是个“大路货”，比铁更重的，比如镍，那就属于“稀有物种”了。 稀有到什么程度？ 镍在宇宙线里的含量，只有铁的几十分之一甚至更低。能量越高，粒子越少，想在高能区域抓到一个镍核，简直是大海捞针。 以前，国际上最牛的实验，也只能把镍的能谱测到几百GeV/n，再往上，信号就淹没在背景噪音里了。
“悟空”号这次干的事，就是把镍的测量上限，从几百GeV/n，一下子拉到了2TeV/n。 这个“一个数量级”的提升，不是简单的数字翻倍，它意味着观测的“视野”一下子拓宽了10倍。 打个比方，你站在一个湖边上，以前只能看清岸边10米内的鱼，现在能看清100米外鱼群身上的花纹了。
这次研究，由中国科学技术大学常进院士领衔的团队主导。 常进，就是“悟空”号的首席科学家。 他们用了“悟空”号积累的9年数据，从海量的宇宙线信号里，把镍元素给“挑”了出来。 博士生孙浩然是这篇论文的主要完成人，论文发表在《物理评论快报》上，这是物理学界最顶级的学术期刊之一。
研究结果很有意思。 他们发现，镍元素的能谱形状，和铁元素几乎一模一样。 而且，在从10GeV/n一直到2TeV/n这个巨大的能量范围内，镍和铁的丰度比，也就是这两种元素在宇宙线里的数量比例，也基本保持不变，像个常数。
这说明了什么？ 说明镍和铁，很可能是一对“难兄难弟”。 它们在宇宙的某个地方，一起被制造出来，一起被某个强大的引擎加速到接近光速，一起在银河系里流浪，最后一起被“悟空”号逮到。 这为研究“超铁元素”的起源，提供了非常直接的观测证据。 以前，科学家们只能靠猜，靠理论模型，现在，“悟空”号把“眼见为实”的证据摆在了台面上。
“悟空”号为什么这么能打？ 因为它身上带着一把“神尺”，BGO量能器。 这个核心部件，由中科大原核探测与核电子学国家重点实验室研制。 你可以把它理解成一个超级精密的“体重秤”，只不过它称的不是重量，而是高能粒子携带的能量。 当粒子打到这个量能器里，会被一层层锗酸铋晶体吸收，产生闪光，闪光越强，能量越高。
这个“能量秤”的精度和深度，在全球太空探测器里都是数一数二的。 加上它身上还有塑闪阵列探测器、硅阵列探测器，这些设备配合起来，就像给粒子做了一次“五官科”检查，能精确识别出它的电荷、质量、方向，从而判断出它是质子、氦核，还是那个稀有的镍核。
其实，这已经不是“悟空”号第一次拿出爆炸性成果了。 2026年4月，它刚在《自然》杂志上发表了关于“彼得斯循环”的验证。 那项研究发现了质子、氦、碳、氧、铁这五种宇宙线粒子的能谱，在高能段出现了一个统一的“鼓包”结构，而且这个鼓包出现的位置，正好和粒子的电荷数成正比。
这个发现，直接证实了1961年丹麦物理学家彼得斯的一个猜想：宇宙线粒子在加速器里，能达到的能量极限，和它带的电荷数有关。 更早的2025年5月，它还在国际上首次获得了TeV能区最精确的次级宇宙线硼核能谱，发现了能谱的新结构。
“悟空”号这颗卫星，现在还在天上飞着。 它每天还在源源不断地传回数据。
镍和铁的能谱几乎一样，那是不是意味着，所有超铁元素，比如钴、铜、锌，它们的能谱也都长一个样？ 如果真是这样，那宇宙线加速器，到底是个什么样的“标准化工厂”，能把不同元素都加工得这么整齐划一？ 还是说，这只是个巧合，背后藏着更复杂的物理机制？
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
