4月3日晚，诺贝尔奖获得者、华裔物理学家丁肇中及其阿尔法磁谱仪项目团队宣布的成果，让人类在认识暗物质的道路上迈出了重要一步。这项被誉为具有“史无前例的灵敏度”的新成果，在很大程度上要归功于阿尔法磁谱仪有着一颗强大的“中国心”。
科学家们认为，在宇宙的构成中，人类已知物质仅占4%左右，而暗物质几乎是已知物质的6倍，但人类一直未找到它存在的证据。
4月3日晚，诺贝尔奖得主、华裔物理学家丁肇中及其阿尔法磁谱仪项目团队宣布的成果，让人类在认识暗物质的道路上迈出了重要一步。
丁肇中团队借助阿尔法磁谱仪（AMS）已发现40万个正电子，这些正电子可能来自人类一直寻找的暗物质。
这项被誉为具有“史无前例的灵敏度”的新成果，很大程度上归功于阿尔法磁谱仪有着一颗强大的“中国心”——一块中国制造的巨大永磁铁。
“这块巨大的永磁铁是阿尔法磁谱仪最重要的部件之一，是中国科学家的智慧和创新。有了它，才能区分粒子的电荷。”4月7日，AMS项目首批科学家和主要成员之一、中科院院士陈和生在接受《中国科学报》记者采访时说。
中国“魔环”显神力
“这是美国航天飞机第一次搭载来自中国的载荷，更是人类送入太空的第一块大型磁体。”陈和生说。
然而，要想设计制造出这样一块大型磁体却并非易事。
早在上世纪60年代，科学家就希望能将大型磁谱仪送入太空，但是一直无法造出无漏磁、无二极磁矩的大型磁体。研制无漏磁、无二极磁矩大型磁体，并符合美国宇航局严格的安全要求放入太空，是AMS项目的最大挑战之一。
直到一次偶然的机会，丁肇中在美国一份文献中看到中科院电工所的论文，发现中国能制造出这种特殊的磁体。他把这一方案带回美国，在获得一致肯定后，与中方签署了合作协议。
“中科院电工所的设计非常巧妙，我们叫它‘魔环’设计。与其他国家的方案相比，这个方案具有重量轻、无漏磁、无二极磁矩及磁场均匀等优点。”陈和生说。
从1995年到1997年间，根据中科院电工所的“魔环”构思，中科院高能所按高能物理实验的要求将它设计出来，中国运载火箭技术研究院负责磁铁主要结构的制造，并做了多次空间环境模拟试验，完全达到美国宇航局严格的安全要求。
丁肇中在接受采访时说：“近40年无法解决的难题，最后还是由中科院电工所解决了”，“如果缺少了中国科学家，如何将大型磁体放入太空这个几十年来的难题恐怕现在还无法解决”。
据了解，中国科学家选择的新型高磁能积钕铁硼材料，采用独特的磁路设计，完全符合实验要求，可使磁谱仪使用寿命长达20年。
“1998年，AMS第一次上天，大型磁体工作正常。时隔13年后在2011年再次测量它的磁场，变化小于千分之一。AMS又再次使用这个大型磁体，将之送到国际空间站。”陈和生认为，这块“中国心”的质量和性能非常好。
同时，探测器关键部分的电磁量能器由中科院高能物理所、中国运载火箭技术研究院的科学家和意大利、法国同行合作研制。 “它能精确测量电子和正电子的能量，并排除正电子小号的主要本底质子，误判率小于万分之一。”陈和生说。
发现暗物质可能痕迹
正是有了这块“中国心”，AMS项目才得以顺利实施。
AMS在国际空间站运行至今，已观测超过300亿个宇宙射线，最高能量达数万亿电子伏特。AMS的永久磁铁及其精密粒子探测器每年记录约160亿个宇宙射线信号，并传送到地面，由AMS实验项目组分析。