中國科學家：我們已接近發現暗物質的邊緣

　　新華網成都9月23日電 (記者李華梁)全世界最深的暗物質探測實驗室、中國錦屏地下實驗室二期擴建進展順利;中國“天眼”、世界最大單口徑球面射電望遠鏡反射面單元面板開始拼裝;世界上迄今為止觀測能段範圍最寬、能量解析度最優的“暗物質粒子探測衛星”將於年底在酒泉擇機發射……

　　近期，一批來自中國的科研計畫不斷聚焦“宇宙幽靈”——暗物質。在尋找暗物質的道路上，中國身影越來越多。

　　“暗物質”被科學家比作“籠罩在21世紀物理學天空中的烏雲”，是目前國際科研的最前沿領域之一。迄今的研究和分析表明，暗物質在宇宙中所占的份額遠遠超過目前人類可以看到的物質，通常所觀測到的普通物質只占宇宙品質的5%。暗物質涉及宇宙產生和演化的一些最基本問題。

　　“與百年之前相對論和量子力學即將誕生時類似，現在人類對物質世界的認識又一次處在了十字路口。毫不誇張說，找到並研究暗物質，將是繼哥白尼日心說、牛頓萬有引力定律、愛因斯坦相對論以及量子力學之後，人們認識宇宙的又一次重大飛躍。”清華大學工程物理系副教授岳騫說。

　　除了“上天”，國際上暗物質探測更多的是“入地”，即在地下的極深實驗室中進行探測，這樣便可減少地球上無處不在的宇宙線干擾。

　　本世紀以來，國際上相繼開展了20多個暗物質探測實驗，利用各種技術來尋找暗物質。特別是近年來，競爭更為激烈。來自義大利、美國、德國的實驗組先後宣稱發現了疑似輕品質暗物質的信號，這些信號引起了科學界和公眾的強烈興趣。

　　以往中國科學家要想進行暗物質研究，只能借用國外的地下實驗室。中國錦屏地下實驗室頂部覆蓋2.4公里的岩石，為目前全球最深的暗物質探測實驗室。2010年啟用後，有兩個實驗組進駐，分別是清華大學主導的CDEX實驗和上海交通大學主導的PandaX實驗。

　　清華大學常務副校長、中國錦屏地下實驗室主任程建平教授表示，從過去幾十年國際地下實驗室的發展進程可以看出，地下實驗室特別是極深地下實驗室的建設和發展可以為一個國家提供綜合性的重大基礎科學研究平臺，是一個國家關鍵性的重大基礎科學研究設施。

　　過去五年，中國在暗物質方面的研究進展迅速。2014年，CDEX實驗組得到了目前點電極高純鍺探測器在國際上最靈敏的實驗結果，進一步縮小了暗物質可能存在的區域。PandaX實驗組也于同年公佈了一期實驗獲得的首批資料，對以往國際上所有發現的疑似輕品質暗物質信號提出了質疑。

　　談到這兩個實驗組的結果，來自美國珀杜大學的物理學家拉斐爾·朗認為，兩個實驗組最近發表的成果，真正使得中國暗物質搜尋努力“走到了國際社會的最前沿”。

　　目前，錦屏地下實驗室正進行二期擴建，屆時實驗室總容積將從目前的4000立方米擴容到約30萬立方米，可容納更多的實驗組。

　　PandaX實驗的規模也在擴大，“半噸級”實驗將是世界上同類實驗的最大規模，靈敏度也比現有裝置放大近20倍，並有望進入重品質暗物質信號區進行搜索。

　　中國“千人計畫”專家、上海交通大學鴻文講席教授季向東表示，隨著實驗探測靈敏度的提升，中國人有望率先找到理論預言的一類暗物質粒子，“我們已接近發現暗物質的邊緣”。

　　各國科學家都在摩拳擦掌，等待這一興奮時刻的到來。暗物質探尋的競爭愈發激烈，人類認識暗物質的旅途或將迎來最後一段征程。