季向东清华演讲:探测暗物质粒子可能需买下全球一年生产的液氙

作者:蝌蚪君来源:蝌蚪五线谱发布时间:2016-09-25

在实验探测到暗物质粒子之前,我们只能说它就是一个鬼。

  2016年9月24日晚,上海交通大学鸿文讲习教授、世界最大的地下暗物质探测计划“熊猫计划”项目负责人季向东在清华大礼堂做了题为《探测暗物质——宇宙中的神秘幽灵》的公众讲座。清华大学副校长程建平、施一公等校领导参加了本次活动,讲座由清华大学教授高原宁主持,相关领域的研究人员毛淑德、何红建与科普作家张轩中等在前排就座。

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  据"蝌蚪五线谱"了解,暗物质粒子被科学家相信在宇宙中广泛存在,并且贡献了绝大部分万有引力,这实在是一件让人很吃惊的事情。也就是说,在银河系这样的大尺度上来看,如果牛顿万有引力是近似成立的,那么一定存在我们人类还看不见的暗物质粒子,它们才是产生万有引力的“幕后黑手”。但目前我们人类还没有找到它们,也不知道它们到底是什么。

  “熊猫计划”是我们中国主导的搜寻暗物质的项目,该项目的基本思想如下:如果暗物质粒子参与弱相互作用,那么可以通过它与液氙碰撞时产生的光来探测暗物质粒子。氙是一种惰性气体,一般被用来做汽车上那种亮瞎眼的氙灯。把氙液化以后,就可以用来探测暗物质粒子。

  季向东教授在讲座中表示,因为暗物质粒子与氙原子核的碰撞概率很小,所以探测暗物质粒子非常困难。

  虽然"熊猫计划"在四川锦屏山地下2400米,屏蔽了绝大部分宇宙线的干扰,但液氙中的类似于氪同位素的放射性还是会产生一些本底噪声。

  通过严谨的数据分析,季向东表示,他们的实验用了500公斤的液氙,但还是没有发现暗物质粒子存在的可靠证据。目前这一结果已经是世界上同类实验的最新结果,由此得出的结论是:500公斤液氙的量可能还是太少了,产生的信号的概率还是太低,无法确证弱相互作用暗物质粒子到底是不是真的存在。

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  季向东希望,“熊猫计划”能把液氙探测器扩大,把液氙提高到30吨的级别。虽然从目前看起来这个难度有点大,因为全世界一年也差不多只能生产30吨液氙,一下子买那么多一定会提升整个液氙市场的价格,也许液氙价格会发生“连续涨停”的现象!

  据“蝌蚪五线谱”了解,诺贝尔奖得主丁肇中在国际空间站上的磁谱仪也没有探测到暗物质粒子的信号,这个结果是可以与“熊猫计划”的结果相互验证的,这说明在目前的探测器灵敏度上,寻找暗物质粒子可能还需要提高探测器的性能。中国应继续大力支持这类大科学项目,在实验探测到暗物质粒子之前,我们只能说它就是一个鬼,实验才会告诉我们真正的答案。

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