《中国空间科学卫星之书：寻找暗物质的“悟空号”》悟空号：探索暗物质的中国卫星

"悟空号"暗物质粒子探测器背后一定有着深刻的内涵。这也是本书作者决定将其写成书的原因。为了科普粒子物理，作者在开篇梳理了物理学前沿所面临的宇宙级难题，这些难题对于现有理论来说很具挑战性。天文学家在观测中发现了与现有理论相矛盾的结果，现象与理论计算并没有完全吻合。于是，我们不禁要问，究竟是谁出了问题。

天文学家首先怀疑现有理论存在问题，试图修正它，但仍然无法合理解释所有的疑问。越来越多的观测结果与理论不符。早在20世纪30年代，瑞士天文学家兹威基命名了观测结果中尚未发现的物质为"暗物质"。暗物质本身不发光，但通过引力效应可以观察到它的存在。那么暗物质究竟是什么呢？

科学家根据大量的观测结果，逐渐形成了当代宇宙学中广泛认可的ΛCDM模型，即基于大爆炸宇宙学的冷暗物质模型。根据该模型，宇宙膨胀的总质量和能量中，只有4.9%是普通物质，可以用标准模型描述，25.9%是暗物质，69.2%是暗能量。

然而，暗物质只与引力相互作用，不发生电磁相互作用。我们只能通过观测和模型计算得出它的存在，还有没有其他线索留给人类呢？基于假设暗物质由单个粒子组成的WIMP方案逐渐被广泛接受。因此，人们采用了三种方法来进一步探测暗物质：对撞机、直接探测和间接探测。我国的"悟空号"暗物质粒子探测器属于间接探测，它利用暗物质粒子湮灭或衰变后的结果进行分析。如果有额外超过预期的特殊信号，那就可能是暗物质粒子本身存在的证据。

与国际同类产品相比，"悟空号"在能量探测范围、电荷分辨率、本底抑制、几何因子等关键指标上处于领先水平。截至2021年9月，"悟空号"在高能射线能谱范围和精确度方面取得了杰出成绩，帮助科研人员在高能中子、正负电子对、中微子、脉冲星等领域取得了突破性进展。除了成绩优异，本书还详细介绍了"悟空号"诞生的经历。阅读后，我对"悟空号"有了更深刻的认识。这些成果都是在扎实的基础数学和物理知识的基础上取得的。对于那些偏重数理化且对宇宙太空有向往的学生来说，这本书更适合阅读。