暗物質(zhì)探測標(biāo)注創(chuàng)新腳步

【現(xiàn)象】在四川錦屏山隧道地下2400米深處的實驗室，科研人員在不間斷運行的儀器旁凝神尋找暗物質(zhì)的蹤跡;在離地面500公里的軌道上，我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”號以約每95分鐘繞行地球一周的速度，一刻不停地搜集著宇宙射線的信息，試圖從中捕捉關(guān)于暗物質(zhì)的蛛絲馬跡。“上天入地”的國之重器，彰顯著我們探索未知宇宙的不懈努力。

【點評】暗物質(zhì)和暗能量一道，常被稱作21世紀(jì)物理學(xué)天空上的“兩朵烏云”。從20世紀(jì)30年代開始，就有天文學(xué)家意識到暗物質(zhì)的存在。科學(xué)家們認(rèn)為，暗物質(zhì)雖然不發(fā)光也不反射光，卻和物質(zhì)一樣有質(zhì)量和引力，并且數(shù)量非常龐大，由此才確保了星系團中的眾多星系在高速運動狀態(tài)下沒有逃逸散開。尋找和認(rèn)識暗物質(zhì)，對于理解宇宙形成、探索宇宙本源以及基礎(chǔ)物理研究具有重要意義。

暗物質(zhì)看不見摸不著，如何探測其存在?目前，主要有3種探測方法：到茫茫太空，“捕捉”暗物質(zhì)粒子湮滅或衰變后的痕跡;在地下布好“靶子”，等待暗物質(zhì)粒子撞擊留下相關(guān)“信號”;利用加速器，將暗物質(zhì)粒子“創(chuàng)造”出來。這3種方法也被形象地比喻成“上天”“入地”和“人造暗物質(zhì)”。

同許多前沿領(lǐng)域一樣，暗物質(zhì)研究依賴高精尖的實驗設(shè)備。為早日揭開暗物質(zhì)的真面目，包括我國在內(nèi)的多個國家啟動了實驗探測計劃。2010年投入使用的錦屏地下實驗室采用的是第二種方法。在這里，層疊的巖石屏蔽了大部分宇宙射線產(chǎn)生的干擾信號，使得暗物質(zhì)粒子穿過探測器與原子核相撞時更容易被發(fā)現(xiàn)。我國2015年發(fā)射的首顆空間科學(xué)衛(wèi)星“悟空”號則屬于“上天”，相當(dāng)于在宇宙中放置了一臺除去大氣層面紗的“超高清望遠鏡”，科學(xué)家們試圖從中尋找并分析暗物質(zhì)自身衰變或者相互碰撞時可能會產(chǎn)生的可見粒子。截至目前，錦屏地下實驗室已經(jīng)在不同暗物質(zhì)模型下取得了一系列國際先進成果，“悟空”號記錄了上百億個高能宇宙射線事件，在暗物質(zhì)直接和間接探測上提供了大量線索。

太空探索是科技進步的催化劑，而現(xiàn)代科技的日新月異，也為我們了解宇宙奧秘提供了更多“探針”。錦屏地下實驗室是目前全球巖石覆蓋最深、宇宙線通量最小的地下實驗室，依托的是在高山深谷間穿梭的超級工程建造能力;“悟空”號只有一米見方，內(nèi)部卻集成了近8萬路電子學(xué)信道，是迄今為止世界上觀測能段范圍最寬、能量分辨率最優(yōu)的空間探測器，代表著中國最高超的制造工藝。從馳而不息的錦屏地下實驗室，到超期服役的“悟空”號，再到明年計劃發(fā)射的大型空間巡天望遠鏡，這些國之重器見證著我國暗物質(zhì)探測的不斷進步，也為科技創(chuàng)新寫下生動注腳。

人類觀測宇宙已有數(shù)千年歷史，好奇心和想象力不曾褪色。雖然直到現(xiàn)在，人類對于暗物質(zhì)依然了解甚微，甚至還沒有找到其存在的直接證據(jù)，但人類在深空探測領(lǐng)域邁出的每一小步，都可能為最終解開謎底創(chuàng)造機會。探索永不止步，未來就有無限可能。

《 人民日報 》( 2022年05月06日 05 版)

相關(guān)內(nèi)容推薦：