全世界最深的暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)室,、中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室二期擴(kuò)建進(jìn)展順利;中國(guó)“天眼”,、世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡反射面單元面板開(kāi)始拼裝;世界上迄今為止觀測(cè)能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的“暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星”將于年底在酒泉擇機(jī)發(fā)射……
近期,,一批來(lái)自中國(guó)的科研計(jì)劃不斷聚焦“宇宙幽靈”——暗物質(zhì),。在尋找暗物質(zhì)的道路上,中國(guó)身影越來(lái)越多,。
“暗物質(zhì)”被科學(xué)家比作“籠罩在21世紀(jì)物理學(xué)天空中的烏云”,,是目前國(guó)際科研的最前沿領(lǐng)域之一。迄今的研究和分析表明,,暗物質(zhì)在宇宙中所占的 份額遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前人類可以看到的物質(zhì),,通常所觀測(cè)到的普通物質(zhì)只占宇宙質(zhì)量的5%。暗物質(zhì)涉及宇宙產(chǎn)生和演化的一些最基本問(wèn)題,。
“與百年之前相對(duì)論和量子力學(xué)即將誕生時(shí)類似,,現(xiàn)在人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)又一次處在了十字路口。毫不夸張說(shuō),,找到并研究暗物質(zhì),,將是繼哥白尼日 心說(shuō)、牛頓萬(wàn)有引力定律,、愛(ài)因斯坦相對(duì)論以及量子力學(xué)之后,,人們認(rèn)識(shí)宇宙的又一次重大飛躍,。”清華大學(xué)工程物理系副教授岳騫說(shuō),。
除了“上天”,,國(guó)際上暗物質(zhì)探測(cè)更多的是“入地”,即在地下的極深實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行探測(cè),,這樣便可減少地球上無(wú)處不在的宇宙線干擾,。
本世紀(jì)以來(lái),國(guó)際上相繼開(kāi)展了20多個(gè)暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn),,利用各種技術(shù)來(lái)尋找暗物質(zhì),。特別是近年來(lái),競(jìng)爭(zhēng)更為激烈,。來(lái)自意大利,、美國(guó)、德國(guó)的實(shí)驗(yàn)組先后宣稱發(fā)現(xiàn)了疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)的信號(hào),,這些信號(hào)引起了科學(xué)界和公眾的強(qiáng)烈興趣,。
以往中國(guó)科學(xué)家要想進(jìn)行暗物質(zhì)研究,只能借用國(guó)外的地下實(shí)驗(yàn)室,。中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室頂部覆蓋2.4公里的巖石,,為目前全球最深的暗物質(zhì)探測(cè)實(shí)驗(yàn)室。2010年啟用后,,有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)駐,,分別是清華大學(xué)主導(dǎo)的CDEX實(shí)驗(yàn)和上海交通大學(xué)主導(dǎo)的PandaX實(shí)驗(yàn)。
清華大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng),、中國(guó)錦屏地下實(shí)驗(yàn)室主任程建平教授表示,,從過(guò)去幾十年國(guó)際地下實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展進(jìn)程可以看出,地下實(shí)驗(yàn)室特別是極深地下實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和發(fā)展可以為一個(gè)國(guó)家提供綜合性的重大基礎(chǔ)科學(xué)研究平臺(tái),,是一個(gè)國(guó)家關(guān)鍵性的重大基礎(chǔ)科學(xué)研究設(shè)施,。
過(guò)去五年,中國(guó)在暗物質(zhì)方面的研究進(jìn)展迅速,。2014年,,CDEX實(shí)驗(yàn)組得到了目前點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器在國(guó)際上最靈敏的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)一步縮小了暗物質(zhì)可能存在的區(qū)域,。PandaX實(shí)驗(yàn)組也于同年公布了一期實(shí)驗(yàn)獲得的首批數(shù)據(jù),,對(duì)以往國(guó)際上所有發(fā)現(xiàn)的疑似輕質(zhì)量暗物質(zhì)信號(hào)提出了質(zhì)疑。
談到這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果,,來(lái)自美國(guó)珀杜大學(xué)的物理學(xué)家拉斐爾·朗認(rèn)為,,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組最近發(fā)表的成果,,真正使得中國(guó)暗物質(zhì)搜尋努力“走到了國(guó)際社會(huì)的最前沿”,。
目前,,錦屏地下實(shí)驗(yàn)室正進(jìn)行二期擴(kuò)建,屆時(shí)實(shí)驗(yàn)室總?cè)莘e將從目前的4000立方米擴(kuò)容到約30萬(wàn)立方米,,可容納更多的實(shí)驗(yàn)組,。
PandaX實(shí)驗(yàn)的規(guī)模也在擴(kuò)大,“半噸級(jí)”實(shí)驗(yàn)將是世界上同類實(shí)驗(yàn)的最大規(guī)模,,靈敏度也比現(xiàn)有裝置放大近20倍,,并有望進(jìn)入重質(zhì)量暗物質(zhì)信號(hào)區(qū)進(jìn)行搜索。
中國(guó)“千人計(jì)劃”專家,、上海交通大學(xué)鴻文講席教授季向東表示,,隨著實(shí)驗(yàn)探測(cè)靈敏度的提升,中國(guó)人有望率先找到理論預(yù)言的一類暗物質(zhì)粒子,,“我們已接近發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的邊緣”,。
各國(guó)科學(xué)家都在摩拳擦掌,等待這一興奮時(shí)刻的到來(lái),。暗物質(zhì)探尋的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,,人類認(rèn)識(shí)暗物質(zhì)的旅途或?qū)⒂瓉?lái)最后一段征程。