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309期:PandaX——寻找"宇宙幽灵"的奥秘

2018年11月18日 浏览量:次 评论(0) 来源: 本站原创 发布者: 文/高梓博 图/高晨婧

11月11日晚,上海交通大学鸿文讲席教授、中国PandaX暗物质实验合作组负责人、教育部长江学者季向东做客百年暨南文化素质教育讲堂,带来"寻找宇宙中的‘幽灵'——暗物质"的精彩演讲。本场讲座是学校思政育人品牌"强盛中国"专题系列讲座第七讲,讲座由我校理工学院副教授徐繁荣主持。

季向东表示,暗物质涉及宇宙产生和演化的基本问题,对帮助人类认识世界有重要意义。经过数十年的研究,学界普遍猜想暗物质是一种称为"弱相互作用重粒子(WIMPS)"的物质。为了对其进行实际探测,物理界提出了三种方法:一是利用高能加速器促使粒子对撞产生暗物质,如欧洲核子中心的大型强子对撞机;二是基于暗物质湮灭原理进行的空间间接探测,如中国的暗物质探测卫星"悟空";三是地下直接探测暗物质散射至液体或固体的散射实验,PandaX实验即属于这种方式——在位于四川的锦屏地下实验室中,季向东和他的团队正书写着暗物质探索的"中国故事"。

季向东介绍到,暗物质探测需要"躲"到很深的地下,地下2400米的锦屏实验室是世界同类实验中最深的。在这里,他和团队以"守株待兔"的方式进行科学实验:零下100度的液氙如同一片稠密的森林,暗物质正如"兔子";当暗物质撞上氙原子时,便可以通过光电倍增管收集到氙原子反冲光子信号和自由电子信号组成的光电事件,从而使得暗物质粒子被探测到。截至目前,"PandaX"已记录到近三千万次的光电事件,但仍未发现暗物质粒子踪迹;季向东表示,"这并不代表我们在做无用功。恰恰相反,我们通过探测数据排除了大量干扰源和无关区间,这是在暗物质探测道路上迈出的重要一步。"在中国科学家的独立研发下,"PandaX"探测器不断升级,在世界上引发强烈关注,相关信息被《Science》、《Physics》、《Physical review letter》等国际学术期刊专文报道。

讲座最后,季向东表示,今后10年他与他的团队会将探测器灵敏度提升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;他坦言,探测暗物质只是开展相关研究的第一步,了解其规律、进而将其投入实际应用,仍然有相当漫长的路要走。

(文化素质教育办公室 文/高梓博 图/高晨婧)

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