比引力波更難找,暗物質是啥？

陳丹（新華社專特稿）

發現引力波之后，人類科學研究下一個重大突破會是什麼？

一些科學家和媒體開始將目光瞄準了另一個待解謎團：暗物質。英國宇宙學家卡洛斯·弗倫克認為，“比起引力波，發現暗物質將更為重要”。

暗物質被比作“籠罩在21世紀物理學天空中的烏雲”，當前世界多國都在進行相關研究，而引力波的成功探測更是讓暗物質“獵手們”倍受鼓舞。

苦尋多年始終難覓蹤跡

現在人類所看到的天體，要麼發光，如太陽；要麼反光，如月亮。

根據歐洲核子研究組織官網介紹，暗物質是一種宇宙中廣泛存在的不可見物質。它與電磁力不發生作用，換句話，不吸收、不反射光，本身也不發光。

通過引力效應，科學家估計宇宙的27%是由暗物質組成，是所有可見星球、星系總和質量的5倍多。

對於暗物質，物理學家苦尋多年，卻始終難覓蹤跡。

英國《衛報》14日報導，物理學家亞歷克斯·墨菲和他的團隊正在進行“大型地下氙實驗（LUX）”，地點位於美國南達科他州一座廢棄金礦地下約一英裏處。

這一實驗團隊擁有世界上最靈敏的暗物質探測器。物理學家將充滿三分之一噸液態氙的容器冷卻到約零下101攝氏度。如果氙原子同暗物質粒子發生碰撞，生出的微光將會被探測器捕捉到。

然而，發生碰撞的幾率微乎其微。亞歷克斯·墨菲，“至今還沒有出現過”。

物理學家之所以如此相信暗物質的存在，是因為天文學家能夠探測到暗物質作用在星球和星繫上的引力。

他們認為暗物質由弱相互作用大質量粒子構成，它在大爆炸中被創造出來，在普通物質中穿行，沒有留下任何痕跡，除了引力。

“暗物質像一把鑰匙”

今后幾年，大型地下氙實驗（LUX）將全面升級，更名為LUX-Zeplin，並獲得10噸液態氙。

亞歷克斯·墨菲，“在一英裏的地下控制好10噸液態氙，不容有失，因為（它）非常昂貴，而且低溫冷凍的氣體會十分危險。”

墨菲認為，技術難點意味可能要等到2018年才有望出結果。

實際上，大型地下氙實驗（LUX）並不是唯一一個捕捉暗物質的“獵手”。

在澳大利亞，另一支團隊也在一座地下金礦安置了世界最先進的暗物質探測器。

在外太空，國際空間站正在安裝探測器，試圖在外太空捕捉到暗物質跡象。

2015年12日，中國暗物質粒子探測衛星“悟空”發射升空，衛星順利進入預定轉移軌道。“悟空”是目前世界上觀測能段範圍最寬、能量分辨率最優的暗物質粒子探測衛星，超過國際上所有同類探測器。它將在太空中開展高能電子及高能伽馬射線探測任務，探尋暗物質存在的證據，研究暗物質特性與空間分佈規律。

《衛報》認為，人類對宇宙的探索永無止盡，許多待解之謎需要人類破解。亞歷克斯·墨菲也認為，比起找到暗物質，更大的探索還在后面。

“暗物質像一把鑰匙，能夠打開物理學更深層次理論的大門。而這將是漫長的探索。”