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探測(cè)暗物質(zhì),我國(guó)“上天”“入地”共同發(fā)力

2017-11-30 07:38 來(lái)源：新華網(wǎng)

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國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》于北京時(shí)間３０日在線發(fā)布，暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”在太空中測(cè)量到電子宇宙射線的一處異常波動(dòng)。這一“尖峰”此前從未被人觀測(cè)到，是中國(guó)科學(xué)家取得的一項(xiàng)開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)，可能與暗物質(zhì)相關(guān)，有望為現(xiàn)有科學(xué)理論帶來(lái)突破。

暗物質(zhì)悄無(wú)聲息，且難留痕跡。它不發(fā)射任何波段的電磁波，也不與任何電磁波發(fā)生相互作用。但它卻不容忽視。迄今的研究和分析表明，暗物質(zhì)占宇宙物質(zhì)總質(zhì)量約80%以上。

科學(xué)界認(rèn)為，揭開暗物質(zhì)之謎，將是繼哥白尼的日心說(shuō)、牛頓的萬(wàn)有引力定律、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論以及量子力學(xué)之后，人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的又一次重大飛躍。它可能會(huì)讓人類對(duì)宇宙進(jìn)行更加深刻的認(rèn)識(shí)，甚至顛覆人類對(duì)基本物質(zhì)構(gòu)成規(guī)律的理解。

目前，國(guó)際上主要有三類暗物質(zhì)探測(cè)方式，一是利用粒子對(duì)撞產(chǎn)生暗物質(zhì)觀察其衰變的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn),主力設(shè)備是歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)。二是基于暗物質(zhì)湮滅產(chǎn)生反物質(zhì)的原理在太空進(jìn)行的湮滅實(shí)驗(yàn),如中國(guó)的暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星“悟空”，我們稱其為“上天”。三是測(cè)量暗物質(zhì)散射至液體或固體的散射實(shí)驗(yàn)，例如我國(guó)的PandaX實(shí)驗(yàn)、美國(guó)的LUX實(shí)驗(yàn)均屬此類方式。

暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”“上天”尋暗物質(zhì)粒子

2015年12月17日,我國(guó)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”成功發(fā)射,它用“火眼金睛”去尋找暗物質(zhì)粒子存在的證據(jù),成為了最有可能揭開宇宙命運(yùn)謎題鑰匙的衛(wèi)星。

“悟空”能否徹底解開現(xiàn)代物理學(xué)的一個(gè)重要課題，讓人類真正了解肉眼之外，自己所處的真實(shí)世界？中科院紫金山天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)、暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星首席科學(xué)家常進(jìn)表示，“悟空”衛(wèi)星是我們國(guó)家第一個(gè)空間科學(xué)衛(wèi)星，儀器設(shè)備都是由中國(guó)人研制出來(lái)的，我們目前首先要確保衛(wèi)星在天上工作正常，取得最大的觀測(cè)效應(yīng)，同時(shí)對(duì)從天上傳下來(lái)的新數(shù)據(jù)，進(jìn)行深度挖掘，爭(zhēng)取取得最大的科研成果。

上天入地探尋暗物質(zhì)之“悟空”探測(cè)器

“PandaX”實(shí)驗(yàn)“入地”2400米探尋暗物質(zhì)

由上海交通大學(xué)主導(dǎo)、位于屏錦地下實(shí)驗(yàn)室基于液氙技術(shù)的暗物質(zhì)直接探測(cè)項(xiàng)目“PandaX”近年來(lái)發(fā)表了多次探測(cè)結(jié)果。今年8月，“PandaX”在“54噸·天”的國(guó)際最大曝光量下，得到了暗物質(zhì)與核子的碰撞截面應(yīng)小于“6×10-47平方厘米”限制，再次刷新了對(duì)暗物質(zhì)粒子性質(zhì)限制的世界紀(jì)錄。“PandaX”實(shí)驗(yàn)，我們把它稱為“入地”。

上海交通大學(xué)鴻文講席教授、中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室PandaX實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人季向東表示，“今后10年內(nèi)，我們還需要將探測(cè)靈敏度提升2到3個(gè)數(shù)量級(jí)，并力求對(duì)暗物質(zhì)是否為弱相互作用重粒子作出重要判斷。”

上天入地探尋暗物質(zhì)之“PandaX”計(jì)劃

在我國(guó)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”和“PandaX”實(shí)驗(yàn)的共同努力下，我們有理由相信，中國(guó)會(huì)在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中奮勇?tīng)?zhēng)先，破解暗物質(zhì)的科學(xué)謎題，為科學(xué)發(fā)展創(chuàng)造更多的可能。

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作者：劉丫 [責(zé)任編輯: 魯聃玉文]

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