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中國走上尋找暗物質的“最前沿”

  • 發佈時間:2014-11-17 01:31:01  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  新華社記者 林小春

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  由清華大學主導的中國暗物質實驗合作組近日在美國《物理評論D》上發表最新實驗結果稱,獲得了點電極高純鍺探測器在10吉電子伏特以下能區裏最靈敏的暗物質實驗結果,並利用這一技術確定性地排除了美國CoGeNT實驗組幾年前給出的暗物質存在區域。

  無獨有偶,由上海交通大學牽頭的“熊貓計劃”最近也發表首批數據,同樣對CoGeNT實驗組探測到的疑似暗物質信號提出質疑。

  美國暗物質研究專家拉斐爾·朗對此表示,這些都是十分重要的成果,説明中國尋找暗物質的努力“走到了國際社會的最前沿”。

  朗是美國珀杜大學的物理學家,也是義大利XENON1T暗物質探測器項目的成員。他在接受新華社記者採訪時説,他對中國的兩個項目都很了解,它們都獲得了非常好的結果。

  他説,儘管美國“超級低溫暗物質搜尋計劃”今年早些時候也排除了CoGeNT實驗組的實驗結果,“但在這個領域,有競爭性的實驗能夠交叉驗證非常重要。CoGeNT實驗組當初可能忽視了某種效應,從而得出誤導性的結論。所以中國暗物質實驗合作組的交叉驗證使人們確信,我們還沒有在這些探測器中的任何一個見到暗物質”。

  中國暗物質實驗合作組由清華大學聯合四川大學、南開大學、中國原子能科學研究院和雅礱江流域水電開發有限公司等單位於2009年建立。朗評價該團隊的最新研究成果説,這是一個“非常重要”的研究,它“令人印象深刻地證明了”中國暗物質實驗合作組的研究水準。

  “中國暗物質實驗合作組有技術能力,有科學專業知識,也有人力,為搜尋暗物質作出貢獻,”朗説,“考慮到這是一個相對較新的合作組,這個成果以及‘熊貓計劃’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。”

  對於中國暗物質實驗合作組探測器及XENON1T探測器的暗物質探測靈敏度問題,他説,這是兩個非常不同的實驗,中國暗物質實驗合作組探測器的尺寸比較小,它所用的晶體是固體鍺,可以放在人的手心裏;而XENON1T探測器的體積超過1立方米,用液氙製成。前者更適合搜尋品質在7吉電子伏特以下的暗物質粒子,而XENON1T更適合尋找品質較大的暗物質粒子。

  暗物質是指不發射任何光及電磁輻射的物質,目前人們只能通過引力産生的效應得知其存在。宇宙由普通物質和暗物質等組成,其中更多的是暗物質,其品質是普通物質的5倍。“我們知道有恒星、行星、黑洞、星系、氣體星雲……但所有這些只佔宇宙的一小部分,宇宙其餘部分是由什麼組成的,某種程度上,我們可以説這個問題比所有其餘問題更重要5倍,”他半開玩笑地説。

  目前國際上有多個研究團隊正在艱辛搜尋這種看不見的物質。朗説,我們不清楚暗物質是什麼組成的,結果就是我們也不知道要用哪種探測器去探測暗物質。

  他説:“有多種不同的探測器非常重要。我們的探測器越不相同、數量越多,我們對暗物質的了解也將越多。暗物質會只與其中一個發生作用而不與其他的發生作用嗎?這將是最有趣的一個問題。我非常期盼著中國暗物質實驗合作組發表更多的成果,這將非常激動人心。”

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