郭建华——探寻暗物质的创新与执着

　　　郭建华1997年毕业于宁德市民族中学，以优异成绩被中国科技大学应用物理学专业录取。2002年，本科毕业后继续攻读物理电子学专业博士。2009年，郭建华开始担任卫星有效载荷副总设计师。当年，他未满29岁，整个团队中只有2位成员具有航天工程经验。但郭建华初生牛犊不怕虎，他努力学习航天工程质量、软件管理规范要求，积极向外单位航天专家请教，在实际工程实践中积累经验。发挥特别能吃苦、特别能战斗的精神，完成了载荷触发判选、数管系统和电子学总体设计报告。在卫星研制过程中，他和团队成员一起废寝忘食地工作。

       郭建华，现中科院紫金山天文台研究员。2014年入选中国科学院青年创新促进会成员，2016年获国家优秀青年科学基金，中国空间科学学会第9届理事。长期从事空间天文探测、核电子学等相关工作，担任中科院空间科学先导科技专项-“暗物质粒子探测卫星”(命名悟空)的载荷副总师。暗物质粒子探测卫星于2015年12月17日成功发射并进行科学观测，为我国首颗空间高能粒子探测卫星。2016年底作为暗物质粒子空间探测团队的核心成员入选“中国科学院‘十二五’突出贡献团队”。2017年12月悟空号在nature杂志上发表了关于电子能谱的首批成果，引起国际高能物理科学界的广泛关注。

　　在南京市中心摩天大厦旁一座不起眼的小白楼里，高性能计算机的绿色灯 光一刻不停地闪烁着，接收暗物质粒子探测卫星“悟空”从太空传来的数据。

　　中国第一个现代天文学机构――中科院紫金山天文台暗物质与空间天文实验室的科学家正从这些数据中探寻着隐秘的暗物质，努力破解“宇宙幽灵”的黑暗之谜。

　　暗物质粒子探测卫星“悟空”由有效载荷和卫星平台两大部分构成，其中有效载荷包括塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器、中子探测器及载荷数据获取系统(载荷数管)。“载荷总体”由紫金山天文台暗物质与空间天文实验室的9位科研人员组成，福安市上白石人、青年科学家郭建华是暗物质粒子探测卫星有效载荷副总设计师。2015年12月17日8时12分，暗物质粒子探测卫星在酒泉卫星发射中心成功发射升空，这是郭建华最幸福的时刻。

　　郭建华回忆道，刚刚开始研制卫星时，团队没有航天经验，几乎是从零开始。“探测器该用什么样的芯片，我们都一头雾水。虽然我们做了很多地面实验，但是要发射上天的仪器需要达到太空环境更严苛的标准。为此，我们走访了上海、西安、烟台等地的很多航天单位，与专家进行交流。”

　“悟空卫星”在太空中寻找暗物质

　　科学家们将探测器运往欧洲核子研究中心做束流实验，以验证暗物质卫星的性能。“这是中国第一次把大型探测器送到欧洲核子研究中心做实验。一开始，我们什么都不懂，实验的各个环节都要一点点去摸索。”郭建华说。

　　为了第一时间掌握探测器的工作状态并保障实验顺利进行，在欧洲核子中心的前三天郭建华一直呆在实验现场，总休息时间不到8个小时。长时间持续工作引发了胃部的严重不适，但郭建华一直咬牙坚持。

　　试验队伍克服了各种困难顺利完成一系列光子/电子和重离子束流标定实验，技术指标均达到国际先进水平，为卫星探测器的研制奠定了坚实基础。

　　在探索未知宇宙过程中，困难与摸索一直持续不断。最终，科学家们将暗物质卫星打造成世界上迄今为止观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器，它的观测能段是国际空间站“阿尔法磁谱仪”的10倍，能量分辨率比国际同类探测器高3倍以上。

寻找暗物质

　　带领这支团队的紫金山天文台副台长、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进说，目前，暗物质卫星已经探测到8亿个高能粒子，完成了90%天区的扫描。

　　“我最好奇的是天上究竟有什么奇奇怪怪的东西。现在，我们要把卫星传回的原始数据变成科学数据，再一步步分析，这就像一个复杂的游戏，很有趣。但更有趣的，是能把那么多厉害的人团结在一起做一件事。”常进说。他认为，中国正处于科学研究成果爆发的前夜。“现在中国还缺少诺贝尔奖级的成果，但不用着急。只要大家埋头苦干，水到渠成，中国的科学家会在不久的将来取得一系列重大突破。”

　　在美国国家研究理事会宇宙物理学分会总结出的该领域“新世纪11个重大科学问题”中，“暗物质粒子的本质”以及“宇宙射线的起源”分列第1位和第6位。

　　任重而道远。郭建华说，科学家应该具有执着、锲而不舍的精神。“现在社会更多元化，即使在科学领域，也不断有新的热门方向出现。但是我觉得一个科学家，要长期坚守自己的爱好与擅长。”