為“悟空”添上火眼金睛
- 發佈時間：2016-01-30 03:07:32 來源：經濟日報 責任編輯：羅伯特
本報訊 記者沈則瑾報道：近日，我國成功發射了首顆暗物質粒子探測衛星“悟空”。“悟空”的火眼金睛上，有著由BGO晶體組成的“視網膜”，這一精密結構出自於中國科學院上海硅酸鹽研究所。
據悉，“悟空”是目前國際上觀測能段範圍最寬和能量解析度最優的空間探測器，最核心載荷是由308根每根600mm長的BGO晶體和光電倍增管構成的BGO量能器。BGO晶體是與可能的暗物質粒子湮滅産物作用的直接媒介，如果把BGO量能器比作“悟空”的“眼睛”，BGO晶體則是“視網膜”。
在“悟空”有效載荷的設計中，衛星研製團隊綜合考慮高整合度、低功耗和高可靠性等苛刻要求後，最終確定採用308根25×25×600mm長BGO晶體的可行性設計。作為“悟空”有效載荷BGO量能器的唯一候選探測材料，該尺寸晶體的研製和量産是BGO量能器乃至衛星系統研製成功的基本前提之一。但此前，國際上已知最長的BGO晶體僅為400mm。更長尺寸BGO晶體的生長是對晶體製備科學和技術的全新挑戰，不少業內專家甚至認為這是不可能完成的任務。
從2011年6月起，由上海硅酸鹽所王紹華帶領的BGO研究組在國際上率先開展了600mm長BGO晶體的製備科學與技術研究。在兩年左右的持續研究與不斷嘗試中，科研人員逐步解決了原料處理、生長設備以及生長工藝等一系列關鍵技術與科學問題，先後實現了600mm長晶體的成功製備與量産，使上海硅酸鹽所成為全球能研製並量産該長度BGO晶體的唯一供應商，並保持著生長BGO晶體長度的世界紀錄。
此外，海硅酸鹽所科研人員系統研究了影響BGO晶體光透過和光響應均勻性的諸多因素，獲得了創新性結果，為確立量能器晶體性能指標和確定數據處理方案作出了關鍵性貢獻，並申請了3項相關國家發明專利。率先發現宇宙高能電子“異常超出”的美國南極氣球實驗（ATIC）採用的BGO晶體也全部由此提供。
上海硅酸鹽所將繼續保持在超長、高品質BGO晶體製備方面的全球領先優勢，為我國及世界粒子物理、核物理和天體物理等領域應用提供尺寸更大、品質更高、性能更優的BGO晶體。
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