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中国走上寻找暗物质的“最前沿”

来源: 科技日报  作者:   2014-11-17 11:11  编辑: 郑唯


“熊猫计划”的暗物质探测器

  新华社记者林小春

  今日视点

  由清华大学主导的中国暗物质实验合作组近日在美国《物理评论D》上发表最新实验结果称,获得了点电极高纯锗探测器在10吉电子伏特以下能区里最灵敏的暗物质实验结果,并利用这一技术确定性地排除了美国CoGeNT实验组几年前给出的暗物质存在区域。

  无独有偶,由上海交通大学牵头的“熊猫计划”最近也发表首批数据,同样对CoGeNT实验组探测到的疑似暗物质信号提出质疑。

  美国暗物质研究专家拉斐尔·朗对此表示,这些都是十分重要的成果,说明中国寻找暗物质的努力“走到了国际社会的最前沿”。

  朗是美国珀杜大学的物理学家,也是意大利XENON1T暗物质探测器项目的成员。他在接受新华社记者采访时说,他对中国的两个项目都很了解,它们都获得了非常好的结果。

  他说,尽管美国“超级低温暗物质搜寻计划”今年早些时候也排除了CoGeNT实验组的实验结果,“但在这个领域,有竞争性的实验能够交叉验证非常重要。CoGeNT实验组当初可能忽视了某种效应,从而得出误导性的结论。所以中国暗物质实验合作组的交叉验证使人们确信,我们还没有在这些探测器中的任何一个见到暗物质”。

  中国暗物质实验合作组由清华大学联合四川大学、南开大学、中国原子能科学研究院和雅砻江流域水电开发有限公司等单位于2009年建立。朗评价该团队的最新研究成果说,这是一个“非常重要”的研究,它“令人印象深刻地证明了”中国暗物质实验合作组的研究水平。

  “中国暗物质实验合作组有技术能力,有科学专业知识,也有人力,为搜寻暗物质作出贡献,”朗说,“考虑到这是一个相对较新的合作组,这个成果以及‘熊猫计划’最近发表的成果,真正使得中国暗物质搜寻努力走到了国际社会的最前沿。”

  对于中国暗物质实验合作组探测器及XENON1T探测器的暗物质探测灵敏度问题,他说,这是两个非常不同的实验,中国暗物质实验合作组探测器的尺寸比较小,它所用的晶体是固体锗,可以放在人的手心里;而XENON1T探测器的体积超过1立方米,用液氙制成。前者更适合搜寻质量在7吉电子伏特以下的暗物质粒子,而XENON1T更适合寻找质量较大的暗物质粒子。

  暗物质是指不发射任何光及电磁辐射的物质,目前人们只能通过引力产生的效应得知其存在。宇宙由普通物质和暗物质等组成,其中更多的是暗物质,其质量是普通物质的5倍。“我们知道有恒星、行星、黑洞、星系、气体星云……但所有这些只占宇宙的一小部分,宇宙其余部分是由什么组成的,某种程度上,我们可以说这个问题比所有其余问题更重要5倍,”他半开玩笑地说。

  目前国际上有多个研究团队正在艰辛搜寻这种看不见的物质。朗说,我们不清楚暗物质是什么组成的,结果就是我们也不知道要用哪种探测器去探测暗物质。

  他说:“有多种不同的探测器非常重要。我们的探测器越不相同、数量越多,我们对暗物质的了解也将越多。暗物质会只与其中一个发生作用而不与其他的发生作用吗?这将是最有趣的一个问题。我非常期盼着中国暗物质实验合作组发表更多的成果,这将非常激动人心。”

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