週五的太空梭發射遠不止是「奮進號」太空梭的最後一次輝煌。它貨艙內搭載著一項規模龐大且備受爭議的物理實驗，這項實驗可望解開科學界一些最令人困惑的謎團。隨著阿爾法磁譜儀的成功送達，太空梭的倒數第二次任務或許將成為其最偉大的成就之一。
AMS 永久棲息在國際太空站上，吸收著宇宙射線，其設計目的是研究宇宙最深層的秘密——所有的反物質都去了哪裡？以及，以萬物之名，暗物質究竟是什麼？
「暗物質的本質是我們這個時代最大的謎團，」參與該計畫的麻省理工學院物理學家彼得·費雪說。
為了實現週五的發射目標，AMS經歷了漫長而曲折的歷程。這項由美國能源部主導的實驗計畫歷時近二十年，匯集了來自16個國家60個機構的約600名研究人員。其耗資在15億至20億美元之間——顯然，目前還沒有人能給出確切的預算。在哥倫比亞號太空梭災難發生後，NASA一度將其從發射計畫中移除，AMS計畫幾乎被徹底取消。但科學家們，尤其是諾貝爾獎得主、首席研究員丁俊彥，最終說服NASA將其重新納入發射計畫。
AMS 是丁俊彥的心血結晶——有些人甚至認為這是他的累贅——如果它按計劃運行，探測到暗物質的蛛絲馬跡，就有可能為他贏得另一項諾貝爾獎。
AMS有點像大型強子對撞機中粒子探測器的軌道版本。它的核心是一個強大的低溫冷卻永久磁鐵，可以彎曲入射粒子，這些粒子來自宇宙射線，即垂死恆星、黑洞和其他宇宙現象噴射到地球的高能量物質束。粒子在磁場中的彎曲方式可以揭示它們的電荷。
這個重達 7 噸的 AMS 罐還包含追蹤器，用於測量入射粒子的能量和速度，這將告訴物理學家他們正在觀察的究竟是什麼。
AMS是在歐洲核子研究中心（CERN）建造的，並在大型強子對撞機（LHC）內進行了測試，這有助於校準其儀器。丁在去年秋天表示，AMS在準備發射期間就已經開始偵測宇宙粒子了。
該系統靈敏度極高，即使在數十億個原子核中也能偵測到單一反原子核。它可以測量能量高達 1 億 TeV 的粒子——為了便於理解，通常被稱為世界上最大的科學實驗的大型強子對撞機（LHC）發射的粒子能量僅為 7 兆電子伏特，並測量它們的碰撞。
大氣層會剝奪這些超高能宇宙粒子的一些特性，因此物理學家們長期以來一直渴望建造一個太空探測器。 AMS 的正式名稱是 AMS-02，因為其早期版本曾於 1998 年搭乘發現號太空梭升空。順便一提，那也是對俄羅斯和平號太空站的最後一次探測任務。
那次僅持續了10天的任務偵測到了一些非常奇特的訊號，其中包括一種可能的「奇異粒子」（strangelet），這是一種由奇異夸克以及上夸克和下夸克組成的粒子。粒子和力的標準模型認為夸克有六種味（構成質子和中子的基本單元），但就科學家目前所知，所有粒子都只由兩種味組成－上夸克和下夸克。如果這些奇異粒子在宇宙中大量存在，AMS就能偵測到它們。
除了揭示奇異粒子的存在，AMS還將尋找宇宙中是否存在原始反物質的跡象。這或許有助於解答萬物存在的意義。
純粹從數學角度來看，宇宙中本不應該存在任何物質──反物質和普通物質本應在大爆炸後的最初瞬間湮滅。但事實並非如此，宇宙中物質遠多於反物質，因此存在著某種物質而非虛無。近期一些基於地面粒子探測器的研究揭示了這一現象的部分原因，但AMS（加速器質譜儀）將進行更精確的測量。它將能夠探測到反氦或反氫——目前這些物質只能在實驗室中捕獲——這可能為反物質星系，甚至是反物質構成的平行宇宙的存在提供證據。
AMS還能偵測到暗物質的微弱訊號，暗物質的豐度是普通物質的六倍。 AMS的靈敏度足以探測到新型弱相互作用大質量粒子（WIMP），以及背景正電子、反質子或伽馬射線通量中的訊號，這些訊號可能表明暗物質的存在。
對於太空梭而言，如此遠大的目標是一個恰當的結局。太空梭正是透過運送哈伯太空望遠鏡，幫助科學家發現了暗物質。
儘管所有這些奇特的可能性都令人興奮，但丁在接受 BBC 採訪時表示，他希望這項實驗能超越他最瘋狂的夢想。
他說：“對我和我的合作者來說，AMS 最令人興奮的目標是探索未知領域，尋找自然界中存在但我們還沒有工具或想像力去發現它們的現象。”
