“熊貓計(jì)劃”的暗物質(zhì)探測(cè)器
由清華大學(xué)主導(dǎo)的中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組近日在美國(guó)《物理評(píng)論D》上發(fā)表最新實(shí)驗(yàn)結(jié)果稱，獲得了點(diǎn)電極高純鍺探測(cè)器在10吉電子伏特以下能區(qū)里最靈敏的暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并利用這一技術(shù)確定性地排除了美國(guó)CoGeNT實(shí)驗(yàn)組幾年前給出的暗物質(zhì)存在區(qū)域。
無(wú)獨(dú)有偶，由上海交通大學(xué)牽頭的“熊貓計(jì)劃”最近也發(fā)表首批數(shù)據(jù)，同樣對(duì)CoGeNT實(shí)驗(yàn)組探測(cè)到的疑似暗物質(zhì)信號(hào)提出質(zhì)疑。
美國(guó)暗物質(zhì)研究專家拉斐爾·朗對(duì)此表示，這些都是十分重要的成果，說(shuō)明中國(guó)尋找暗物質(zhì)的努力“走到了國(guó)際社會(huì)的最前沿”。
朗是美國(guó)珀杜大學(xué)的物理學(xué)家，也是意大利XENON1T暗物質(zhì)探測(cè)器項(xiàng)目的成員。他在接受新華社記者采訪時(shí)說(shuō)，他對(duì)中國(guó)的兩個(gè)項(xiàng)目都很了解，它們都獲得了非常好的結(jié)果。
他說(shuō)，盡管美國(guó)“超級(jí)低溫暗物質(zhì)搜尋計(jì)劃”今年早些時(shí)候也排除了CoGeNT實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，“但在這個(gè)領(lǐng)域，有競(jìng)爭(zhēng)性的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚪徊骝?yàn)證非常重要。CoGeNT實(shí)驗(yàn)組當(dāng)初可能忽視了某種效應(yīng)，從而得出誤導(dǎo)性的結(jié)論。所以中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組的交叉驗(yàn)證使人們確信，我們還沒(méi)有在這些探測(cè)器中的任何一個(gè)見(jiàn)到暗物質(zhì)”。
中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組由清華大學(xué)聯(lián)合四川大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、中國(guó)原子能科學(xué)研究院和雅礱江流域水電開(kāi)發(fā)有限公司等單位于2009年建立。朗評(píng)價(jià)該團(tuán)隊(duì)的最新研究成果說(shuō)，這是一個(gè)“非常重要”的研究，它“令人印象深刻地證明了”中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組的研究水平。
“中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組有技術(shù)能力，有科學(xué)專業(yè)知識(shí)，也有人力，為搜尋暗物質(zhì)作出貢獻(xiàn)，”朗說(shuō)，“考慮到這是一個(gè)相對(duì)較新的合作組，這個(gè)成果以及‘熊貓計(jì)劃’最近發(fā)表的成果，真正使得中國(guó)暗物質(zhì)搜尋努力走到了國(guó)際社會(huì)的最前沿。”
對(duì)于中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組探測(cè)器及XENON1T探測(cè)器的暗物質(zhì)探測(cè)靈敏度問(wèn)題，他說(shuō)，這是兩個(gè)非常不同的實(shí)驗(yàn)，中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組探測(cè)器的尺寸比較小，它所用的晶體是固體鍺，可以放在人的手心里；而XENON1T探測(cè)器的體積超過(guò)1立方米，用液氙制成。前者更適合搜尋質(zhì)量在7吉電子伏特以下的暗物質(zhì)粒子，而XENON1T更適合尋找質(zhì)量較大的暗物質(zhì)粒子。
暗物質(zhì)是指不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì)，目前人們只能通過(guò)引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知其存在。宇宙由普通物質(zhì)和暗物質(zhì)等組成，其中更多的是暗物質(zhì)，其質(zhì)量是普通物質(zhì)的5倍。“我們知道有恒星、行星、黑洞、星系、氣體星云……但所有這些只占宇宙的一小部分，宇宙其余部分是由什么組成的，某種程度上，我們可以說(shuō)這個(gè)問(wèn)題比所有其余問(wèn)題更重要5倍，”他半開(kāi)玩笑地說(shuō)。
目前國(guó)際上有多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在艱辛搜尋這種看不見(jiàn)的物質(zhì)。朗說(shuō)，我們不清楚暗物質(zhì)是什么組成的，結(jié)果就是我們也不知道要用哪種探測(cè)器去探測(cè)暗物質(zhì)。
他說(shuō)：“有多種不同的探測(cè)器非常重要。我們的探測(cè)器越不相同、數(shù)量越多，我們對(duì)暗物質(zhì)的了解也將越多。暗物質(zhì)會(huì)只與其中一個(gè)發(fā)生作用而不與其他的發(fā)生作用嗎？這將是最有趣的一個(gè)問(wèn)題。我非常期盼著中國(guó)暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)合作組發(fā)表更多的成果，這將非常激動(dòng)人心。” |
