中國科學家提出暗物質暗能量研究路線圖

暗物質和暗能量被認為是21世紀現(xiàn)代物質科學中的兩朵“烏云”，全世界物理學家和天文學家都致力于揭開暗物質、暗能量的本質之謎。近日，中國科學家提出，未來五到十年，將進一步打造錦屏極深地下實驗室和西藏阿里天文臺，使之成為中國暗物質、暗能量研究的兩大“利器”。

在日前召開的香山科學會議第S27次學術討論會上，作為執(zhí)行主席之一的上海交通大學粒子與核物理研究所所長季向東教授指出，未來“十三五”“十四五”期間，應發(fā)揮錦屏地下實驗室的優(yōu)勢，迅速開展先進探測技術的研發(fā)，在五到十年內完成一系列互相關聯(lián)的探測項目，使中國的暗物質探測盡快達到中微子本底極限的靈敏度，有機會率先發(fā)現(xiàn)暗物質。對此，與會業(yè)內專家表示支持。

在國際同行眼里，過去幾年，中國暗物質在直接和間接探測方面的研究開始趕上世界步伐。2014年，中國暗物質實驗組（CDEX）利用點電極高純鍺得到了目前該探測器在國際上最靈敏的實驗結果，進一步縮小了暗物質可能存在的區(qū)域。“粒子和天體物理氙探測器”（PandaX）實驗組也于同年公布了一期實驗獲得的首批數(shù)據(jù)，對以往國際上所有發(fā)現(xiàn)的疑似輕質量暗物質信號提出了質疑。

在季向東看來，這些成果的取得，正源于錦屏深地實驗室為中國暗物質研究提供的重要機遇。

據(jù)記者了解，目前，錦屏地下實驗室正在進行二期擴建，擴建后13萬立方米的實驗空間有望推動暗物質地下直接探測。科學家將在前五年開展20噸的液氙暗物質探測實驗預研項目以及200公斤高純鍺半導體探測項目，與歐美同類項目開展競爭。

此次香山科學會議上，科學家同時指出，對于暗能量的研究，應加大對西藏阿里天文臺的投入力度，利用其地理及氣象條件優(yōu)勢，率先開展北半球地面宇宙微波背景輻射觀測，對宇宙原初引力波及暗能量性質進行研究，檢驗宇宙暴漲模型。

與會科學家認為，應在西藏阿里建設毫米/亞毫米波望遠鏡。“第一步計劃建設一臺小口徑高靈敏度望遠鏡觀測大尺度宇宙微波背景輻射的B模式計劃，實現(xiàn)北天區(qū)首次對原初引力波的精確探測。”季向東表示，“稍后開展6米級大口徑望遠鏡觀測，提高對暗能量狀態(tài)方程的測量精度。”

據(jù)悉，中科院國家天文臺阿里觀測站位于西藏阿里獅泉河鎮(zhèn)以南海拔5100米的山脊，海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其選址工作在國家天文臺相關研究人員的帶領下，持續(xù)長達十年，已成為天文臺選址工作的典范。建成后，其地理上的中緯度范圍、對天區(qū)的廣闊覆蓋，有望填補北半球觀測宇宙微波背景輻射的空白。

此外，自2011年以來，中科院正在建造暗物質粒子探測衛(wèi)星，主要通過在太空中探測伽馬射線、正電子宇宙射線尋找暗物質湮滅或衰變產物。該衛(wèi)星將于今年底發(fā)射。

與會專家還提出，我國暗物質、暗能量領域的研究還應宏觀部署南極冰穹A的KDUST項目、空間站光學望遠鏡巡天項目、天籟計劃等射電天文項目，盡早達到世界領先水平，實現(xiàn)科學技術的跨越發(fā)展。（記者甘曉）