本报讯(记者徐敏)21世纪初科学最大的谜题是什么?许多科学家的回答是“暗物质”。昨天记者从上海交大举行的中国物理学会2009年秋季学术会议获悉,上海交大正力图建造世界最先进的暗物质探测器,计划2011年开始采集数据,“捕捉”暗物质,破解这道物理学科“世纪难题”。
据了解,银河系中95%以上的物质是暗物质,其余为普通物质。人类已知的普通物质是由电子、质子、中子、反质子等构成,暗物质却不是由这些构成,科学家们已通过引力异常证实其存在。暗物质的电磁放射和折射非常微弱,所以探测起来非常困难。要探测暗物质,必须把宇宙线的背景屏蔽掉,屏蔽的最好办法就是在地底深处建探测设备。因为地下深度越深,宇宙线的强度就越弱,屏蔽效果越好。
“捕捉”暗物质,世界各国科学家孜孜以求。数月前,美国科学家在南达科他州布莱克山开工修建地下实验室,这座实验室位于地表下大约1500米处。实验室建成后,研究人员将首先实施液态氙实验,计划把液态氙装入容器,充当暗物质探测器。此外,由美国、意大利、中国等科学家联合,组成了“国际暗物质探测合作组”,共同开展此项研究,上海交大科研人员也参与其中。
与此同时,上海交大还自主探索研究之路,与科技部联合开展“暗物质的直接探测和理论研究”。该课题负责人、上海交大物理系主任季向东教授告诉记者:“要在地下深处打洞建实验室,花费很大。幸运的是,国家在西部某地建水电站,在山里建了一条隧道,最深处有2500米。交大物理系已与有关方面达成协议,在这条隧道最深处挖洞,30米长、6米宽、6米高,建成一个地底深处的实验室。”
建造实验室的同时,暗物质探测器也在紧锣密鼓研制中。交大科研人员采用液氙和液氩,不仅造价便宜,还能把探测器做大,便于将普通物质与暗物质区分开来。
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