[四川在线]交大教授蓉城开讲暗物质 成都学生可进顶级实验室学习

看到同学们听得认真，季向东越讲越来劲。

媒体见证，玫瑰瞬间变晶莹碎片。

同学们听得很认真

　　当人类感叹科技日新月异时，你可能不知道，宇宙中有96%的东西人们从来都没有见过！28日下午，上海交通大学讲席教授、国家“千人计划”专家季向东到成都七中林荫校区，做了一堂关于“暗物质”的讲座。季向东带领着一支团队在四川锦屏山2500米深的地下神秘实验室里，探寻着宇宙中最神秘粒子——暗物质的存在。成都学子如果有对实验感兴趣的，将有可能在假期进入这一世界顶级的实验室学习。

　　 精彩魔术演绎科学奥秘

　　“这是一朵鲜艳的玫瑰，现在我把它放到这杯液氮中，大家猜会发生什么？”今日下午，当季向东说完这句话后，成都七中的同学个个将脖子伸得直直的，目不转睛看着杯子里的玫瑰。几分钟过后，季向东一边准备取出玫瑰，一边维持着秩序，“大家闪开哦，闪开哦。”

　　“啪”一声，季向东将玫瑰砸在地上。几分钟前还娇艳欲滴的玫瑰，此时已经变成晶莹的碎片散落一地。这个巨大变化，让所有同学发出“哇”的感叹声。季向东告诉同学们，经过液化处理的惰性气体有着超低的温度，反过来讲，只要给惰性气体一个超低的温度，它就可以被液化。

　　随后，季向东话峰一转讲到了“暗物质”，“我们正在进行的暗物质的实验就要用到这种液化后的惰性元素，只不过用的不是液氮而是液氙和液氖。”

　　 2500米下的执著探究 数据发表在《Science》杂志

　　早在2010年，季向东领衔的PandaX计划就已经开始。这个计划在中国首个极深地下实验室“中国锦屏地下实验室”进行，位置在四川雅砻江锦屏水电站。

　　从季向东的一张资料图能看到，他在4年前和伙伴们戴着安全帽、穿着长雨靴，淌着一尺多深的水，到锦屏山隧道里面查看情况。这个实验室垂直岩石覆盖约2500米，厚度居世界第一，这标志着中国已具备了世界一流的洁净、低辐射的物理学重大基础前沿研究的自主地下实验平台。

　　为了抓紧时间工作，季向东的团队原计划早上进实验室，午间在里面吃午饭，晚上再出洞。但是，洞里与世隔绝，在里面呆上一天对心理的挑战极大。最后，大家迫不得已在中午回到地面解决午饭问题，也顺便跟自然亲近亲近。也就是在这样艰苦的环境中，季向东和团队暗暗给自己下目标——争取把暗物质探测实验的精度做到极致。

　　今年8月24日，这个以中国科学家为主导的大型暗物质探测实验组PandaX在上海交通大学发布了使用120公斤级液氙探测器所获得的首批数据。实验结果对以往国际上发现的疑似轻质量暗物质信号提出质疑。季向东说，为揭开“暗物质之谜”，世界各国一直在“赛跑”。暗物质的直接探测实验已经在多个国家的地下实验室中开展了近 20 年，技术也日趋成熟。其中前十年基本上是在利用小型的探测器（几克到几十克）进行一些技术的研发工作。而最近十年，特别是利用液氙的探测技术被发展出来以后，暗物质的直接探测才进入了一个新的阶段。大型的（几十公斤，上百公斤）液氙探测器已经建造运行，吨级的实验也已经在建造中。最近实验结果的种种迹象表明，“我们正处在发现暗物质的边缘”。

　　2014年8月26日，《Science》杂志以《探索暗物质，中国团队迎头赶上》为题，报道了上海交大牵头的PandaX科研团队暗物质探索实验取得显著成果，该实验识别WIMPs（弱相互作用重离子）的灵敏度已经达到了国际上较为领先的水平。接受采访的国际上其他几个实验合作组肯定PandaX研究团队“在暗物质研究领域取得了非常快速的发展”。

　　暗能量约占宇宙总能量的73%

　　对许多人来说，“暗物质”“暗能量”仍然是个神秘的话题，它似乎看不见也摸不着。季向东介绍，我们平常所熟知的水、食物、建筑、地球、太阳等等，都属于普通物质，它们仅仅占所有物质的4%！进一步说，暗能量约占宇宙总能量的73%，暗物质约占宇宙总能量的23%，两者之和就占到宇宙总能量的96%。

　　暗能量和暗物质的本性是什么？现在，全世界有二十多支团队，正尽全力研究暗能量和暗物质这些看来像是虚无飘渺的东西，“我们称自己为“96%团队”（研究宇宙普通物质之外那96%能量的团队）。”其实，在我们身边，暗物质无处不在，我们研究的第一个目的就是为了能够将其探测出来，但目前为止，地球上最灵敏的探测器都无法探测到它的存在。

　　季向东将暗物质形象地比喻成宇宙中的“幽灵”，他说，“说到探测器，我要解释一下，因为暗物质跟普通物质几乎不相互作用，所以由普通物质而建成的探测器很难感知它的存在。暗物质有点像“幽灵”，到处都有。但我们要把这个“幽灵”给“抓住”的话，需要造一个非常灵敏的探测器。现在世界上有很多团队都在寻找暗物质，用的探测手段各有不同。我们是利用比较成熟和易于做大的液氙技术，将氙气制冷至零下100°C，使其变成象水一样的透明液体。当暗物质跟氙原子发生碰撞时，氙原子就会发光，同时也会产生自由电子。我们的工作就是要想办法把这些微弱的光和几个自由电子探测出来，而且确认这些信号不是由其它原因引起的。”

　 　成都学生有机会进入世界顶级实验室学习

　　此次，季向东专程到成都，开展一堂有关暗物质的讲座。季向东在接受本网记者专访时说，选择来四川做这样一个讲座，跟这个实验有密切关系。

　　他说，这个世界顶级的试验在四川进行，他个人很想把它介绍给四川的同学，这是什么样的试验？它是怎么做的？现在都有哪些进展，＂很多人觉得它神秘，我想用科普的方式讲出来，其实它很好玩。＂季向东还有一个想法，通过讲座吸引感兴趣的同学，拉近科学前沿与同学之间的距离，让同学们加入到这项世界顶级的实验中，＂在我们的科研团队中，就有来自大一大二的同学。＂季向东说，只要同学们有兴趣，完全可以利用暑假寒假的时间到实验室实习，亲身感受试验的魅力。

来源：四川在线 2014.11.28

原文： 上海交大教授蓉城开讲暗物质 成都学生可进顶级实验室学习