[科普中国]-探测暗物质,我国“上天”“入地”共同发力

国际权威学术期刊《自然》于北京时间３０日在线发布，暗物质粒子探测卫星“悟空”在太空中测量到电子宇宙射线的一处异常波动。这一“尖峰”此前从未被人观测到，是中国科学家取得的一项开创性发现，可能与暗物质相关，有望为现有科学理论带来突破。

暗物质悄无声息，且难留痕迹。它不发射任何波段的电磁波，也不与任何电磁波发生相互作用。但它却不容忽视。迄今的研究和分析表明，暗物质占宇宙物质总质量约80%以上。

科学界认为，揭开暗物质之谜，将是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论以及量子力学之后，人们认识自然规律的又一次重大飞跃。它可能会让人类对宇宙进行更加深刻的认识，甚至颠覆人类对基本物质构成规律的理解。

目前，国际上主要有三类暗物质探测方式，一是利用粒子对撞产生暗物质观察其衰变的产生实验,主力设备是欧洲核子中心的大型强子对撞机。二是基于暗物质湮灭产生反物质的原理在太空进行的湮灭实验,如中国的暗物质探测卫星“悟空”，我们称其为“上天”。三是测量暗物质散射至液体或固体的散射实验，例如我国的PandaX实验、美国的LUX实验均属此类方式。

暗物质粒子探测卫星“悟空”“上天”寻暗物质粒子

2015年12月17日,我国暗物质粒子探测卫星“悟空”成功发射,它用“火眼金睛”去寻找暗物质粒子存在的证据,成为了最有可能揭开宇宙命运谜题钥匙的卫星。

“悟空”能否彻底解开现代物理学的一个重要课题，让人类真正了解肉眼之外，自己所处的真实世界？中科院紫金山天文台副台长、暗物质粒子探测卫星首席科学家常进表示，“悟空”卫星是我们国家第一个空间科学卫星，仪器设备都是由中国人研制出来的，我们目前首先要确保卫星在天上工作正常，取得最大的观测效应，同时对从天上传下来的新数据，进行深度挖掘，争取取得最大的科研成果。

上天入地探寻暗物质之“悟空”探测器

“PandaX”实验“入地”2400米探寻暗物质

由上海交通大学主导、位于屏锦地下实验室基于液氙技术的暗物质直接探测项目“PandaX”近年来发表了多次探测结果。今年8月，“PandaX”在“54吨·天”的国际最大曝光量下，得到了暗物质与核子的碰撞截面应小于“6×10-47平方厘米”限制，再次刷新了对暗物质粒子性质限制的世界纪录。“PandaX”实验，我们把它称为“入地”。

上海交通大学鸿文讲席教授、中国锦屏地下实验室PandaX实验负责人季向东表示，“今后10年内，我们还需要将探测灵敏度提升2到3个数量级，并力求对暗物质是否为弱相互作用重粒子作出重要判断。”

上天入地探寻暗物质之“PandaX”计划

在我国暗物质粒子探测卫星“悟空”和“PandaX”实验的共同努力下，我们有理由相信，中国会在激烈的国际竞争中奋勇争先，破解暗物质的科学谜题，为科学发展创造更多的可能。

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