中國暗物質(zhì)實驗合作組最新研究成果11日在國際著名科學(xué)雜志《物理評論D》快報欄目發(fā)表。這項研究在更大 范圍內(nèi)排除了當(dāng)前理論預(yù)期的暗物質(zhì)存在空間,是目前國際領(lǐng)先水平的暗物質(zhì)探測靈敏度測量結(jié)果,也是對當(dāng)前暗物質(zhì)理論進行的一次重要檢驗。
據(jù)科學(xué)家介紹,暗物質(zhì)是指不發(fā)射任何光及電磁輻射的物質(zhì),目前人們只能通過引力產(chǎn)生的效應(yīng)得知其存在。宇宙學(xué)研究表明,在宇宙物質(zhì)質(zhì)量中,普通物質(zhì)約占15%,其余85%是暗物質(zhì)。暗物質(zhì)超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型以外,是人類對于宇宙物質(zhì)構(gòu)成的全新認識。
中國暗物質(zhì)實驗合作組首席科學(xué)家康克軍說:“暗物質(zhì)粒子就像一條魚,在一個漫無邊際的海洋中存在。找到這條魚,就是找尋暗物質(zhì)的過程。”
2002年,美國國家科學(xué)技術(shù)委員會的研究報告將暗物質(zhì)研究列為21世紀(jì)最重要的11個物理學(xué)前沿研究課題之首。暗物質(zhì)研究極有可能在不久的將來取得重大突破。其研究成果將可能導(dǎo)致一場新的物理學(xué)革命,極大改變?nèi)祟悓τ谖镔|(zhì)世界的認識。
此次發(fā)表的研究成果由清華大學(xué)聯(lián)合四川大學(xué)、南開大學(xué)、中國原子能科學(xué)研究院、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司等單位組成的中國暗物質(zhì)實驗合作 組,在世界最深的中國錦屏地下實驗室,利用單體質(zhì)量約為1千克、能量閾值約為300電子伏(eV)的點接觸高純鍺探測器開展實驗取得。合作組在質(zhì)量為10 千兆電子伏(GeV)以下的范圍內(nèi)沒有探測到暗物質(zhì)信號,在更大范圍內(nèi)排除了當(dāng)前理論預(yù)期的暗物質(zhì)存在空間。
康克軍說,2010年前后,由美國芝加哥大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的CoGeNT實驗組稱已在海洋深處的某個位置找到了這條“魚”。盡管此后有不少國家的科 研團隊對這一結(jié)論表示質(zhì)疑,但因探測器原理不同,很難推翻這一結(jié)論。“我們采用與美國CoGeNT實驗組相同的探測原理,而且探測效率更高、實驗室宇宙線 本底(自然狀態(tài)下的放射水平)更低。我們的實驗結(jié)果證明了美國CoGeNT實驗組所宣稱的那個區(qū)域是不可能有暗物質(zhì)粒子這條‘魚’存在的,徹底推翻了他們 的結(jié)論,為科學(xué)家指出了下一步找尋的范圍和方向。”
康克軍表示,我國自主的暗物質(zhì)實驗開始不久,中國暗物質(zhì)實驗合作組服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求,將瞄準(zhǔn)國際先進半導(dǎo)體探測器這一技術(shù)領(lǐng)域,發(fā)展我 國先進探測器技術(shù),打破高純鍺探測器的國際壟斷,為我國輻射防護、國土安全、海洋放射性檢測等提供自主的測量設(shè)備,帶動我國新型半導(dǎo)體材料、低噪聲電子 學(xué)、超低本底輻射屏蔽技術(shù)、低本底低溫制冷技術(shù)等多個領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展和提升。