中国卫星“悟空”新发现的究竟是什么？
从深海载人技术到量子保密通信，从“天眼”到“悟空”，中国人在尖端科学上的领先领域越来越多。“悟空”卫星在轨运行的前530天共采集了约28亿高能宇宙射线，其中包含约150万25GeV以上的电子宇宙射线。基于这些数据科研人员成功获取了目前国际上最精确的电子宇宙射线探测结果。该成果于2017年11月30日(北京时间)在Nature杂志在线发表。
与之前结果相比：(1)“悟空”卫星的电子宇宙射线的能量测量范围比起国外的空间探测设备（AMS-02,Fermi-LAT）有显著提高，拓展了我们观察宇宙的窗口。(2)“悟空”卫星测量到的TeV电子的“纯净”程度最高（也就是其中混入的质子数量最少），能谱的准确性高。(3)“悟空”卫星首次直接测量到了电子宇宙射线能谱在~1TeV处的拐折，该拐折反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力，其精确的下降行为对于判定部分（能量低于1TeV）电子宇宙射线是否来自于暗物质起着关键性作用。
基本粒子那么小，为什么加速器却那么巨大？
要探索越小的尺度，就需要越高的能量，这个是量子理论的基本特点。在量子力学中，坐标x与动量p的不确定度之间存在一个不确定性原理。也就是说，当我们测量粒子的大小x的时候，为了测量准确，x的不确定度很小。这个时候动量p的不确定度必须非常大。那么，问题来了，动量p的不确定度必须非常大是什么意思？这就说明动量本身就应该非常大，它的不确定度才会非常大。
比如说一个人身高2米，不确定度肯定是0.01米左右。那么，地球到月球的距离是384000千米，不确定就会很大，比如说不确定度是100米。所以，为了探测小的尺度，我们就需要大的动量。而动量是什么？动量是质量与速度的乘积。所以动量越大，则速度越大，也就是能量越大。因此，我们需要非常大的加速器才可以加速达到巨大的能量。
粒子加速器如何产生新的粒子？跟核聚变有啥关系？
在物理学的发展中，从过去自然界中的观测到今日使用强大的粒子对撞机来寻找尺度更小的粒子，一直是物理学家的目标。但粒子到底是如何被制造的呢？粒子对撞机制造新粒子的机制是什么？新粒子的产生是质能交互的过程人类为了发现比原子更小的新粒子，早期大多藉由观察来自于宇宙射线与大气层作用后的产物，例如μ 介子、正电子等；而质量较大的粒子，由于它们容易衰变，生命周期短，因此不易观测。
人类为了发现比原子更小的新粒子，早期大多藉由观察来自于宇宙射线与大气层作用后的产物。随着加速器的发明和使用，后续大多利用加速器产生高能量的质子束或电子束。在碰撞的过程中，能量足够的情况下，透过特定反应产生并观察新粒子。质量是基本粒子的特性，也是辨认基本粒子最重要的实验证据，利用加速器所产生撞击事件产生新粒子，碰撞过程的质心系能量（center of mass energy）必须大于新粒子的质量，才能透过质能互换，（E=mc^2）产出生成全新粒子。
因此，在找寻质量更大新粒子的过程中，加速器的能量必须不断地提升，也由从撞击固定靶的实验，转换成对撞机实验，达到足够的质心系能量。J/Ψ粒子的发现以1974年所发现的J/Ψ粒子为例，其质量大约3 GeV∕c^2，由魅夸克（Charm quark）和反魅夸克所构成，因为魅夸克的质量远高于当时已知的上夸克（up quark）、下夸克（down quark）及奇夸克（strangequark），受限于加速器能量的提升，在搜寻上拖延了一段时间，甚至让物理学家猜测是否夸克只有以上的三种。
后续由丁肇中先生所领导的团队，利用当时美国纽约州布鲁克黑文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，BNL）刚完成全世界最高能量的加速器，交变梯度同步加速器（Alternating Gradient Synchrotron，AGS），将质子束加速到30 GeV，与固定铍靶撞击，此撞击质心系能量大约为7.75 GeV，因此得以产生并观测到质量大约3.1 GeV∕c^2的J/Ψ粒子。
而同一时间，美国加州SLAC国家加速器实验室（SLAC National Accelerator Laboratory），透过正负电子湮灭反应，由能量直接生成新粒子，找寻2.6~8 GeV∕c^2区间的新粒子，也同样在3.1 GeV∕c^2处发现J/Ψ粒子。两团队在1974年11月同步宣布发现，确认第四种夸克的发现，这项科学重要里程碑，在两年后获得诺贝尔物理学奖的肯定。
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