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世界暗物質日:專家聚焦三類實驗尋找暗物質粒子

日期:2019-11-01 11:39:14     西安商網   編輯:張玲玲
導讀:暗物質是什么?最流行的理論猜想是一種具有弱相互作用重粒子,而通過大型對撞機、在外層空間間接探測、深地實驗直接探測等三種類型實驗來尋找暗物質粒子。
  10月31日是國際暗物質日,在當天下午舉行的2019年國際暗物質日北京地區活動上,來自中國、英國的多位專家學者共同科普暗物質研究進展,一起探討“上天”“入地”“人造”三類實驗搜尋暗物質粒子的可能路徑。

  中國科學院院士、北京正負電子對撞機國家實驗室主任、中國散裂中子源工程指揮部總指揮陳和生做《暗物質之謎》報告指出,數十年來,各種天文觀測結果都明確支持暗物質的存在,這使粒子物理學面臨最嚴峻的挑戰:只能解釋宇宙中約5%的物質,而對占95%的暗物質和暗能量一無所知,暗物質和暗能量也成為21世紀初物理學天空的兩朵烏云。暗物質是什么?最流行的理論猜想是一種具有弱相互作用重粒子,而通過大型對撞機、在外層空間間接探測、深地實驗直接探測等三種類型實驗來尋找暗物質粒子,近30年來一直是國際粒子物理實驗的熱點之一。

  他表示,暗物質和暗能量對物理學的嚴峻挑戰,也意味著物理學面臨重大突破的機遇。物理學正處于重大革命的歷史前夜,希望中國物理學家能夠對這場革命作出重大貢獻。

  中科院高能物理研究所研究員、國際空間站大型國際合作阿爾法磁譜儀實驗高能所組負責人李祖豪做《太空暗物質探測》報告說,阿爾法磁譜儀實驗是諾貝爾獎得主丁肇中領導的大型國際合作,中科院高能所是實驗發起單位之一,實驗用磁鐵由中國研制,是人類第一次把大型磁鐵送入太空,也是美國宇航局首次搭載中國制造的器件。阿爾法磁譜儀2011年5月安裝到國際空間站迄今已連續取數超過8年,收集逾1400億宇宙線事例。他透露,阿爾法磁譜儀現在的正電子數據符合暗物質理論,但還不能排除脈沖星等別的來源,預計持續取數到2028年,通過收集更多數據進一步降低誤差,將有望確認正電子超出是否來源于暗物質。

  清華大學工程物理系教授、中國錦屏地下實驗室物理科學部主任、“盤古”暗物質實驗負責人岳騫做《錦屏譜新篇,“盤古”開天地》報告說,暗物質研究是重大基礎前沿課題,主要實驗研究方法包括探測暗物質湮滅產物的間接探測(上天)、暗物質與物質直接散射的直接探測(入地)、產生暗物質的對撞機(人造)三種。

  他介紹,“入地”的中國錦屏地下實驗室目前正開展“盤古”“熊貓”兩大暗物質探測實驗項目,清華大學領導的“盤古”項目已建成10公斤量級高純鍺探測器系統,正在規劃和建設百公斤至噸級實驗。上海交通大學領導的“熊貓”項目,其4噸液氙實驗將于2020年運行。同時,中科院高能所領導的重質量區液氬實驗,也在開展噸級關鍵技術研究。

  上海交通大學物理與天文學院副教授、“熊貓”項目核心骨干楊勇介紹《暗物質“捕手”之熊貓計劃》說,該實驗“捕獲”暗物質的利器是兩相氙探測器,10年來已先后完成120公斤級、580公斤級兩期實驗,并取得排除所有疑似暗物質信號等重要成果,未來計劃開展4噸-30噸級終極液氙探測器實驗,希望在主流暗物質理論預測的核心參數空間獲得突破。

  愛丁堡大學教授、英國科學和技術設備委員會伯畢地下實驗室深地實驗項目主要科學家之一的劉欣然,也應邀做《英國暗物質實驗研究報告》,介紹英國伯畢地下實驗室主持暗物質探索研究20年來相關情況及未來發展規劃。

  2019年國際暗物質日北京地區活動主題為“探索宇宙奧秘”,由中科院高能所、中國科技館、英國國家科研與創新署下屬科學與技術設施理事會共同主辦,除專家學者主題報告外,現場還通過網絡視頻連線,展示介紹中國錦屏地下實驗室和位于英國北約克郡東北海岸下方1.1公里鉀鹽礦井中的伯畢礦山地下實驗室,見證這兩個暗物質實驗室首次公開互動。來源:中國新聞網(記者 孫自法)


 


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