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【中国新闻网】世界暗物质日:专家聚焦三类实验寻找暗物质粒子
2019-11-04|文章来源:孙自法 |【
 

  10月31日是国际暗物质日,在当天下午举行的2019年国际暗物质日北京地区活动上,来自中国、英国的多位专家学者共同科普暗物质研究进展,一起探讨“上天”“入地”“人造”三类实验搜寻暗物质粒子的可能路径。

  中国科学院院士、北京正负电子对撞机国家实验室主任、中国散裂中子源工程指挥部总指挥陈和生做《暗物质之谜》报告指出,数十年来,各种天文观测结果都明确支持暗物质的存在,这使粒子物理学面临最严峻的挑战:只能解释宇宙中约5%的物质,而对占95%的暗物质和暗能量一无所知,暗物质和暗能量也成为21世纪初物理学天空的两朵乌云。暗物质是什么?最流行的理论猜想是一种具有弱相互作用重粒子,而通过大型对撞机、在外层空间间接探测、深地实验直接探测等三种类型实验来寻找暗物质粒子,近30年来一直是国际粒子物理实验的热点之一。

  他表示,暗物质和暗能量对物理学的严峻挑战,也意味着物理学面临重大突破的机遇。物理学正处于重大革命的历史前夜,希望中国物理学家能够对这场革命作出重大贡献。

  中科院高能物理研究所研究员、国际空间站大型国际合作阿尔法磁谱仪实验高能所组负责人李祖豪做《太空暗物质探测》报告说,阿尔法磁谱仪实验是诺贝尔奖得主丁肇中领导的大型国际合作,中科院高能所是实验发起单位之一,实验用磁铁由中国研制,是人类第一次把大型磁铁送入太空,也是美国宇航局首次搭载中国制造的器件。阿尔法磁谱仪2011年5月安装到国际空间站迄今已连续取数超过8年,收集逾1400亿宇宙线事例。他透露,阿尔法磁谱仪现在的正电子数据符合暗物质理论,但还不能排除脉冲星等别的来源,预计持续取数到2028年,通过收集更多数据进一步降低误差,将有望确认正电子超出是否来源于暗物质。

  清华大学工程物理系教授、中国锦屏地下实验室物理科学部主任、“盘古”暗物质实验负责人岳骞做《锦屏谱新篇,“盘古”开天地》报告说,暗物质研究是重大基础前沿课题,主要实验研究方法包括探测暗物质湮灭产物的间接探测(上天)、暗物质与物质直接散射的直接探测(入地)、产生暗物质的对撞机(人造)三种。

  他介绍,“入地”的中国锦屏地下实验室目前正开展“盘古”“熊猫”两大暗物质探测实验项目,清华大学领导的“盘古”项目已建成10公斤量级高纯锗探测器系统,正在规划和建设百公斤至吨级实验。上海交通大学领导的“熊猫”项目,其4吨液氙实验将于2020年运行。同时,中科院高能所领导的重质量区液氩实验,也在开展吨级关键技术研究。

  上海交通大学物理与天文学院副教授、“熊猫”项目核心骨干杨勇介绍《暗物质“捕手”之熊猫计划》说,该实验“捕获”暗物质的利器是两相氙探测器,10年来已先后完成120公斤级、580公斤级两期实验,并取得排除所有疑似暗物质信号等重要成果,未来计划开展4吨-30吨级终极液氙探测器实验,希望在主流暗物质理论预测的核心参数空间获得突破。

  爱丁堡大学教授、英国科学和技术设备委员会伯毕地下实验室深地实验项目主要科学家之一的刘欣然,也应邀做《英国暗物质实验研究报告》,介绍英国伯毕地下实验室主持暗物质探索研究20年来相关情况及未来发展规划。

  2019年国际暗物质日北京地区活动主题为“探索宇宙奥秘”,由中科院高能所、中国科技馆、英国国家科研与创新署下属科学与技术设施理事会共同主办,除专家学者主题报告外,现场还通过网络视频连线,展示介绍中国锦屏地下实验室和位于英国北约克郡东北海岸下方1.1公里钾盐矿井中的伯毕矿山地下实验室,见证这两个暗物质实验室首次公开互动。


 
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