悟空傳-暗物質空間探索的中國方案 韋大明 9787571348458 【台灣高等教育出版社】

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書名：悟空傳-暗物質空間探索的中國方案
ISBN：9787571348458
出版社：江蘇鳳凰科學技術
著編譯者：韋大明
頁數：304
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1732494
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編輯推薦
（1）全景回顧”悟空號”暗物質粒子探測衛星研發歷程，展現中國科技工作者如何通過自主創新，實現空間科學領域自立自強，締造暗物質空間探索的中國方案！
（2）眾多科研故事首度披露，在對”悟空號”立項設計、工程實施、在軌運行過程的鮮活刻畫中，直面挑戰、協同攻關、甘於奉獻的科學家形象躍然紙上！
（3）暗物質是黑洞嗎？軸子暗物質怎麼像茅山道士一樣”穿牆而過”？暗物質是冷的、溫的還是熱的？深入淺出的暗物質科普，大量直觀的精美圖示，零基礎小白也能洞察宇宙最深邃的奧秘！
（4）一線科學家全方位解讀”悟空號”最新科研成果，從揭示暗物質存在的”電子尖峰”，到神秘的宇宙線”福布斯下降”，一個個”從0 到1”的重大科學突破，引領中國暗物質研究實現從跟跑到領跑的跨越！
（5）中國科學院蔡榮根院士、王赤院士，”誇父一號”首席科學家甘為群研究員傾情推薦！
（6）內含精美大拉頁，從大爆炸到萬物終結，萬億年宇宙歷史可視化，構建宏大宇宙觀！
（7）精緻裝幀，高檔紙張印刷，首批刷邊限量版，融合科學與藝術！

內容簡介
本書是首部系統描繪中國首顆天文衛星——”悟空號”暗物質粒子探測衛星前世今生的里程碑式科普著作。全書以”悟空號”的誕生運行為主線，既深度剖析了暗物質研究的科學脈絡——從歷史淵源、觀測證據到國際競爭格局，又全景展現了”悟空號”從工程研製到重大成果取得的壯闊征程。書中獨創性地將高能天體物理前沿知識與大國重器研發運行過程中的科學家故事相融合，以深入淺出的筆觸向大眾揭示了該衛星如何在基礎薄弱的背景下，以震驚世界的4年超常規速度實現從立項到升空的跨越，並在升空後憑藉”火眼金睛”接連取得多項領跑全球的重量級科學成果。通過對衛星獨特設計方案、技術攻堅細節 及科研群像的鮮活刻畫，本書不僅彰顯了中國暗物質研究對當代物理學革命的推動意義，更立體呈現了中國科技工作者”敢為天下先”的創新精神與協同攻關的團隊力量。

作者簡介
韋大明 主編
著名天體物理學家，中國科學院紫金山天文臺研究員，國家傑出青年科學基金獲得者，入選全國”百千萬人才工程”。長期從事高能天體物理方面的前沿課題研究，在宇宙伽瑪暴的餘輝物理和輻射機制、引力波電磁輻射對應體的研究等方面取得有世界影響力的創新性成果。
中國科學院紫金山天文臺 編著
我國自己建立的第一個現代天文學研究機構，被譽為”中國現代天文學的搖籃”，國際一流的綜合性天文研究機構。聚焦暗物質粒子探測、空間天文、行星科學等戰略領域，牽頭研製”悟空號”暗物質粒子探測衛星、”誇父一號”太陽探測衛星等國家重大科技基礎設施。

精彩書評
院士推薦：
作為我國首顆天文衛星，悟空號受到了社會各界的高度關注，幾乎是家喻戶曉。《悟空傳：暗物質空間探索的中國方案》一書從悟空號團隊工程技術人員和科學研究人員的實際經歷出發，從多個角度講述了一支主要由青年人組成的科研隊伍在缺經驗、缺人手、時間緊、任務重的窘迫環境下，如何團結協作、攻堅克難、共同成長的動人故事，充分展示了中國科學家勇於創新、不畏困難、敢於挑戰、協同攻堅的科學精神。
現在，悟空號已經9歲多了，但探測器性能依然良好，依然奮戰在尋找暗物質粒子的征程上我真誠地祝願悟空號未來取得更多科學成果，為早日解開暗物質之謎做出重大貢獻。
——中國科學院院士，中國科學院理論物理研究所原所長 蔡榮根
通讀了《悟空傳：暗物質空間探索的中國方案》，作為親歷者之一，我認為該書高度寫實，撰述者們從自身的實際經歷出發，多維度講述了悟空號載荷研發以及後續科學研究中的忙與累、苦和樂，全方位地展示了新時代中國空間科學工作者敢為天下先的精神風貌和不折不撓的奮鬥精神。
時光如白駒過隙，一轉眼，悟空號將在今年迎來10周歲生日。對悟空號的狀態監測結果表明，現在所有探測器工作正常，正持續產出高質量的數據我殷切地期待悟空號這艘承載著民族智慧的科學方舟在浩瀚星海中繼續遨遊，為人類解開暗物質之謎續寫新的傳奇。
——中國科學院院士，中國科學院國家空間科學中心主任 王赤

目錄

目錄

序1——蔡榮根院士
鍛造”火眼金睛”，在太空中尋找暗物質蹤跡
序2——王赤院士
悟空號開啟中國空間科學新時代
第1章 探秘宇宙的黑暗面
1 1 何為暗物質 4
1 2 為什麼相信暗物質存在 16
1 3 科學競爭：尋找暗物質還是修改引力理論 27
1 4 暗物質是冷的、溫的還是熱的 31
1 5 暗物質會引發新一輪物理學變革嗎 36
第2章 上天入地追捕”幽靈”
2 1 捕捉暗物質粒子的方法 45
2 2 探測暗物質的國際大科學裝置 56
2 3 上天入地去南極——中國的暗物質探索路線 70
2 4 研究暗物質究竟有什麼用 82
第3章 “火眼金睛”煉成記
3 1 要想看得更清楚，只有到太空去 89
3 2 “火眼金睛”長啥樣 109
3 3 看得遠又看得准，核心載荷攻堅記 124
3 4 打破頑冥須”悟空”：暗物質粒子探測衛星的命名 146
3 5 “悟空”發射記 150
3 6 100 分的”優等生” 157
第4章 太空悟道
4 1 “悟空”是怎樣工作的 166
4 2 一鳴驚人的首秀 174
4 3 “悟空”眨了眨眼 181
4 4 太空新收穫 188
4 5 “悟空”的”師父”和”師兄”們 194
4 6 未來的暗物質探測 213
4 7 八年悟道，驚喜不斷 226
第5章
5 1 暗物質研究新進展與前景展望 240
5 2 粒子暗物質與宇宙演化 251
5 3 悟空號的”史前史”及對科研創新的思考 265
5 4 深淵裡的呼喚：觸碰隱藏的暗物質文明（科幻） 275
5 5 暗物質引擎：你們是遠航一代！（科幻） 285
參考文獻 292

精彩書摘
序1 鍛造”火眼金睛”，在太空中尋找暗物質蹤跡
中國科學院院士 蔡榮根
現代天文觀測表明，宇宙的主要成分是暗物質和暗能量，前者約占當今宇宙的27%，後者約占68%，而發光的普通物質只占約5%，它們共同主宰著宇宙的命運。遺憾的是，目前暗物質和暗能量的主要觀測證據幾乎全部來自引力觀測效應，在沒有厘清暗物質與暗能量的本質之前，無法斷言這些觀測效應是目前的主流引力理論——廣義相對論不完善所導致的。事實上，確實有科學家構造了新的引力理論來直接解釋現有的天文觀測現象，但這方面的努力尚未取得成功。相反，目前的主流觀點認為，暗物質可能是由超越粒子物理標準模型的新基本粒子構成的，因此可以通過非引力探測實驗來探測暗物質。
國際上暗物質的探測在20 世紀下半葉已經開始受到重視，但國內該領域的研究在當時幾乎處於空白狀態。1998 年，情況有了改變，當時中國科學院紫金山天文臺的青年學者常進提出了一種新的方法，可以利用比較薄的量能器到太空中可靠地探測電子宇宙線。理論上，暗物質粒子可能通過湮滅或者衰變產生高能電子宇宙線，它們在能譜和空間分佈上與普通天體源加速出的電子宇宙線有一定的區別，如果這些電子宇宙線能夠被合理地證認出來，就可以測得暗物質的質量、湮滅截面等關鍵物理參數。因此，精確測量電子宇宙線為探測暗物質提供了一條新途徑。常進在1998 年取得的數據分析方法的突破，奠定了悟空號暗物質粒子探測衛星（Dark Matter Particle Explorer，DAMPE）的物理設計基礎。
那時的常進單槍匹馬，在國內還沒有什麼影響力，更沒有平臺，因此他把目光投向了國際合作。當時美國在南極利用一個名為先進薄電離量能器（Advanced Thin Ionization Calorimeter， ATIC）的長週期氣球實驗項目探測核素宇宙線，由於探測器較薄，項目原來的科學目標中並不包含電子宇宙線。常進認為，該探測器完全可以探測電子宇宙線，並利用束流試驗數據的分析結果說服了該實驗組。2008 年，ATIC 項目組發表了研究論文，發現電子宇宙線能譜與宇宙線傳播模型相比存在顯著的超出，這種超出被認為可能是暗物質湮滅的信號。這篇論文在國際上產生了巨大反響，作為論文第一作者的常進也成為國際上電子宇宙線探測的權威專家。由於ATIC 項目並不是為探測電子宇宙線設計的，而且當時我國已經在考慮發展自主的天文衛星，因此常進及時地提出了暗物質粒子探測衛星計劃。該項目於2011 年底正式立項，2015 年衛星被正式命名為悟空號，並在當年底順利發射，實現了我國天文衛星以及空間高能粒子探測零的突破。
作為我國首顆天文衛星，悟空號受到了社會各界的高度關注，幾乎是家喻戶曉。《悟空傳：暗物質空間探索的中國方案》一書從悟空號團隊工程技術人員和科學研究人員的實際經歷出發，從多個角度講述了一支主要由青年人組成的科研隊伍在缺經驗、缺人手、時間緊、任務重的窘迫環境下，如何團結協作、攻堅克難、共同成長的動人故事，充分展示了中國科學家勇於創新、不畏困難、敢於挑戰、協同攻堅的科學精神。我長期從事引力理論和宇宙學的研究，也一直關注著暗物質領域的研究進展。我對悟空號團隊的深入瞭解始於2009 年，當時吳岳良院士組織國內的暗物質與暗能量研究團隊成功申請到了973 計劃（國家重點基礎研究發展計劃）項目——” 暗物質、暗能量的理論研究及實驗預研項目”，常進作為課題組長領銜”暗物質的空間探測實驗研究”，我負責暗能量的理論研究課題。2010—2014 年的這幾年，是973 計劃項目的執行期，也是暗物質粒子探測衛星工程的關鍵研發期，我目睹了暗物質粒子探測衛星項目組的蓬勃發展和所經歷的種種艱辛。閱讀這本書，我眼前又浮現出常進帶領團隊披荊斬棘、不懈奮鬥的感人場景，耳畔又響起他夾雜著泰州方言卻激情飛揚的學術討論。通過上述973 計劃項目的合作交流，我與常進也成了好朋友。當悟空號取得第一批科學數據後，我們在國家自然科學基金委領導的支持下，一起推動了一個重點項目群的立項。
現在，悟空號已經9 歲多了，但探測器性能依然良好，依然奮戰在尋找暗物質粒子的征程上。暗物質的本質屬性作為當代基礎物理領域最具挑戰性的難題之一，何時能得到徹底解決應該說難以有明確的時間表。但悟空號以我國科學家的原創方法為基礎，以國際重大科學問題為導向，作為我國首顆天文衛星，就在部分關鍵性能指標上國際領先，為搜尋暗物質粒子打開了一個新窗口，也為我國空間科學的發展留下了濃墨重彩的印記。我真誠地祝願悟空號未來取得更多科學成果，為早日解開暗物質之謎做出重大貢獻。

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