前言
AMS-02(又譯反物質太空磁譜儀)是2011年5月16日經由NASA太空梭攜帶升空,任務代號
STS-134,也算是太空梭時代結束前最後一次重要任務.當時有言論認為ISS(國際太空站)
的存在沒有實質科學意義,而AMS因為需要的動力很大,不適合獨立運作,所以決定裝載在
ISS上.這麼一來ISS和AMS有著同生共榮的關係.
其他還有AMS的開發歷史,從低溫超導磁鐵更換成永久磁鐵,還有要如何封閉這樣一塊超強
磁鐵所產生的磁場,這些花絮我個人都認為很精采,有興趣的可以找來看.
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AMS(Alpha磁譜儀）最新結果
轉錄自ASIAA
http://asweb.asiaa.sinica.edu.tw/modules/tadnews/index.php?nsn=24
Alpha磁譜儀是一套放在國際太空站的觀測設備，於2011年5月16日升空，預計可以操作
到2020年。這是一個國際合作計畫，共有來自16個國家、56個研究單位共同參與，這包括
了台灣的中研院物理所、中央大學物理系、中山科學研究院和國家太空中心。科學家透過
當中的磁譜儀可以準確地分析宇宙射線內的組成和通量，今年四月初，高能物理和天文界
最感興趣的議題（反物質與暗物質）由丁肇中院士揭開，丁院士(1976年諾貝爾物理獎得
主）所主導的Alpha磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer，簡稱AMS）計畫已獲得初步結
果，這項計畫最早於1995年提出，歷經波折，目的是要找尋宇宙中的反物質，進而確認暗
物質的真實身份，這對整個物理界來說是一項重要的成就。
反物質和暗物質都不屬於地球上的常見物質，尤其是暗物質，至今都不知道其真實身份，
只能透過暗物質對其他物質的萬有引力作用，間接確認它的存在。1930年，英國物理學家
狄拉克(Paul Dirac)基於對稱的概念，提出反物質理論，也就是說質量輕帶負電的電子繞
著質量重帶正電的質子，自然界也應該存在質量輕帶正電的正子繞著質量重帶負電的反質
子。1932年美國物理學家安德森(Carl David Anderson)在宇宙射線當中發現了正子（正
電子），1955年物理學家塞格雷(Emilio Gino Segrè)和張伯倫(Owen Chamberlain)找到
反質子，隔年考克（Bruce Cork）找到反中子，1996年，歐洲核物理研究中心首次合成出
反氫原子，反物質的存在是無庸置疑。但現今觀測顯示宇宙並沒有太多的反物質存在，不
符對稱原理的預期，這也是AMS計畫的主要目的之一：尋找宇宙中的反物質。
至於瞭解暗物質存在的歷史就晚了些，1933年，美國天文學家茲維齊（Fritz Zwicky)首
次發現星系團內的星系運動速度異常，根據均功定律(Virial theorem) ，從星系運動的
速度可以算出星系團的總質量，但結果與望遠鏡看到的不符。1970年代，美國天文學家魯
冰（Vera Rubin)發現螺旋星系的外圍公轉速度太快，星系需要更多質量才能維持外圍的
公轉速度，漸漸地，從不同尺度的觀測顯示，宇宙中存在一種不會發射電磁波、卻仍有萬
有引力作用的物質，我們稱為暗物質，暗物質無所不在，並且總質量是一般物質的六倍，
但至今仍然不知道暗物質是為何物。
有一派理論認為暗物質是大質量弱作用粒子（Weakly Interacting Massive Particle，
簡稱WIMP），屬於一種基本粒子，WIMP的相互碰撞可以產生反質子、正子和光子，AMS計
畫就是要找這樣的反物質。在前18個月的觀測，AMS總共得到250億筆資料，當中包括四十
萬個正子，能量分佈在0.5GeV到350GeV之間，AMS主要要知道宇宙射線中的正子分數（
positron fraction），正子分數是正子數佔正子數和電子數總和的比例（e+/(e++e-)）
，圖一是AMS前18個月的結果（只佔原預期資料的8%），橫座標是正子的能量分佈，縱座
標是正子分數，可以清楚看出能量大約在10GeV是一個分水嶺，能量低於10GeV，正子分數
隨能量增加而遞減，高於10GeV，則是隨能量增加而遞增（稱做正子數超量）。
現今理論認為低於10GeV的正子是來自於宇宙射線與星際介質中的氫和氦的碰撞所產生的
，而高於10GeV的正子則是來自暗物質相互碰撞的結果。與其他觀測團隊的結果相比，AMS
的資料誤差小，準確度高，早先資料不夠準確，科學家認為這個正子數超量只是宇宙射線
與星際介質碰撞理論的參數不確定性，AMS的初步結果證實正子數超量是明確的，需要其
他理論解釋，暗物質碰撞便是其中一個，也可能來自脈衝星，這有待AMS未來二十年累積
的觀測結果。
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補充資料
AMS永磁體系統:
http://file.lw23.com/1/17/173/173c2df0-007f-4e2f-965f-adbead025b77.pdf
AMS-02 wiki
http://ppt.cc/Bf0V
其他的相關資料我有些是從科學人雜誌看來的,有興趣可以去找看看.
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