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“太空站找反物质实验”演讲（实录）
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央研究院。为什么请中国的大学来参加？因为这个实验是由很多大学组成的，包括美国的麻省理工学院、耶鲁大学、日内瓦大学、莫斯科大学等好的大学，更重要是过去一百年里，所有的诺贝尔物理奖都来自于大学，原因是有综合的优势和大量的学子，这就是邀请中国大学生参加的原因。这是空间站惟一的实验，也是美国政府和俄罗斯政府在空间站上的重要活动。大家可能会问，这么大的实验到底要花多少钱？花多少钱在这张图上，这是美国的火箭，我们刚才算上去，把钱放上去，比那个实验还便宜。
对于做这种大的国际实验，常常会有人来帮助你。但这是非常难的事情，因为从来没有人做。所以，我们先在９８年６月用航天飞机把我们的实验带到空间做事先的测量。第二次实验是在空间站做三年到五年，第一次飞行了十天，飞行箭和第二次内径是一样的，唯一不同是用永磁。大家记得在中学二年级第一次念物理的时候，所谓牛顿三大定论，牛顿第二定理就是动量和质量乘速度，动量是在磁场轨道上测出来的。为什么磁场带到天上很困难？加入有一块磁铁，用绳子拴着，它永远是往南转或者往北转。这是多少年航空飞机不能带磁场最主要的原因。这个困难被中科院电工所解决了。中科院所设计的磁铁是由铝铁做成的，航天的铁可以用黄金来算的。第二不漏磁，不影响宇航员的操作。宇航员的呼吸系统到６０度的时候自动关闭。第三是没有磁矩，就不会断。这设计的磁铁，外面是铝的，里面是空的。从外面看出来，这个磁场和那个磁场抵消掉了，这是成功最主要的原因。这个问题４０年里没有人想出来，后来被中科院的电工所解决掉。磁铁总共有六千个磁铁，胀力是非常大的，做的时候非常的危险。做完了以后，在北京做模拟飞机控制情况，不要让它飞出来。做完以后请美国宇航人员检查此事，根据跟美国达成的协议，所有的物理由我负责，可是安全由他们负责，因为要带６个宇航员到天上去，他们来检查。
这是航天飞机，这是固定火箭，这是燃料箱，这还有一个固定火箭。航天飞机最初上升的时候，这两个固定火箭大概２５０吨，在千分之一秒，燃料是氧化的，最初二分钟没有办法控制的，所以很容易出事情。两分钟以后，就会掉下来。这是飞行船，八分钟以后这个筒子就掉下来了。在天上飞行１０～１６天以后，在降落的时候，然后转过来，头向后，然后降低速度，然后滑行到发射场。上空的时候是火箭，飞下来的时候是飞机。
这是航天飞机在天上离地面４００公里，每小时２７００公里的速度，上面有五个宇航员坐在这，这次飞行的任务，最初三天从这个接口由宇航员把水和食物送到俄罗斯的和平号，剩下７天收集数据。这是航天飞机与和平号一百公尺的时候。发现很多很奇怪的现象，第一个现象，在磁道上空离地面４００公里的时候，有一个绕着地球的质子环，飞向外空的时候是４２００公里。还有一个很奇怪的现象，大家知道所有的宇宙是中性的，从外在空来看，正电和负电的质子一样多，但是发现并不是这么回事。这是赤道，这是北极，正电比负电高四倍左右。这样现象非常的奇怪，想象不到，这是人类第一次把门打开进去，所有的现象都是新奇的。过了几年我们了解这些现象和原因的时候，你会觉得很自然。
实验成功以后，我们在２００６年用１８２号航天飞机把我们带到空间站。现在我们正在完成这个实验，其中比较困难的是磁铁。大家记得假如电流经过一根普通导线的话就会产生磁场，普通导线有原子振荡，所以会有摩擦产生热，在１９１１年的时候，荷兰就发现导线冷却到零下２７０度左右的时候，电子就不动，电子不动的话，原子就不动，原子不动的话，电子就会产生热，这是一个非常奇怪的现象。过去一百年里面，有４０多个诺贝尔物理奖。用超导是非常困难的，原因是这个导线跟另外导线中间的力量非常大，有时候有好几吨，这两根导线万一一碰就会摩擦，一摩擦就会产生热，就会导致整个原子热，也就会失超。在９０年的时候，８７公里的加速器花了３０亿美金。
这个磁铁由很多国家一起来做，美国的宇航局、瑞士、西班牙、德国、意大利、中国的上海交通大学、芬兰和俄罗斯、莫斯科大学，一起来制造，然后在英国组装。创造这些能够利用高空，是高科技发展的新现象，在以前是不可能的。
第一个要解决的问题是有没有指南针的现象，没有指南针现象，线路的设计，这是第一次飞行的永久磁铁，第一次和第二次完全一样，唯一不同是第二次的磁场比第一次的磁场高，也就是说比地球的磁场高二万倍。总共１４个线圈，再过几个礼拜，１４个线圈就做完了。做完了以后，不代表顺利完成任务，做完了以后是问题的开始。所以一做完以后，要详细检查。怎样检查呢？每一个线圈，都要检查能不能冷却到零下２７０度，会不会失超，除非你把一个打火机放在旁边。为什么不会失超，因为我们花了很多时间来了解它的工艺，也就是说这根导线外面有一个铝，这铝是百万分之二，同时导线铝中间，中间的距离是一样的，所以不会有摩擦现象，在长１０５公里之间。导线和另外导线之间没有任何结构，这是很困难的，差１０５公里。设计最精密的东西，到瑞士看最贵的表是人工做的，所以两位英国人就制造这导线。
当温度非常低，接近零的时候有很多奇怪的现象。什么现象呢？我们都知道普通液体的特性是热向冷走。到接近零度的时候是冷向热走。超热体是非常新奇的现象。什么意思呢？这是我们的磁铁，这是切面图，这是正面图，三米半径，三毫米厚，里面的线圈，线圈的热有冷热交换器，当液体的氦蒸发到一半就会变成球状，这样冷热交换器就不能均匀的切下来，所以不能用普通的氦。这个时候，就是超流体，在接近零度的时候，在４.３度冷到１.６度是非常困难的，至少没有人做过。
还有一个小问题，大家会想象到，在空中怎样传送超热体的氦，带２５００度的氦冷冻超热体，自己做一个泵，这个泵就是一个加热器，这边比这边温度高百分之一度，超流体往这走，超热体往这走，互相不会进来。这是很多小小的工艺问题。
更重要的是因为很少人做过这种，所以任何人计算的数字最好做两道。第二，你来做振动实验、真空实验、模拟航空飞机升空的情况，因为外面非常的薄，体积非常大，你做了振荡以后就不知道有没有金属疲劳，就不能站立。上海的交通大学负责把超导磁铁在地面上冷却到零下２７１度，是地面冷却性，分为二步，一是１００度冷却到８０度，然后从８０度冷却到１.８度，这是航天飞机降落的跑道，把仪器运过来以后，会有很多的实验室来测量我们的仪器，把仪器运到发射台时候，Ａ这部分上一页 [1] [2] [3] [4] [5] 下一页
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来源：中国哲士网
作者：丁肇中 作品 应有格物致知精神,丁肇中 资料原文赏析 在线阅读
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