中國科技開啟「上天入海」新征程
2015年12月17日，中國的暗物質粒子探測衛星——「悟空」發射升空。時隔不到2年，這個具有「火眼金睛」本領的「悟空」就發現了一個重要信息，在1.4萬億電子伏特（TeV）的超高能譜段突然異常突起。11月27日上午，中國科學院在舉行的新聞發布會上發布了這則消息。
宇宙中，我們看到的普通世界只佔5%，另外95%是由暗物質和暗能量組成的，其中，暗物質佔27%。早在20世紀30年代，瑞士科學家通過研究星系就預測到星系團中應該存在大量暗物質。後來，日益積累的科學數據不斷表明這一物質的存在。幾十年來，科學家們想方設法尋找這一奇特的物質。目前，主要有3種方法來尋找暗物質。第1種是地下直接探測法，比如中國四川錦屏山地下2400 m處建立的極深實驗室。該實驗室的目的是要像「守株待兔」一樣靜靜等待可能參與組成暗物質的弱相互作用重粒子（WIMP）在飛行中偶然與常規物質的原子核碰撞，建在地下如此深處是為了儘可能避免來自宇宙中射線的干擾。第2種是加速器探測法，比如歐洲的大型強子對撞機。它將兩個反向迴旋的質子束流進行對撞，模擬宇宙大爆炸，將暗物質人為「創造」出來。第3種是空間間接探測法，比如「悟空」。它在空間中並不直接探測暗物質，而是探測暗物質粒子相互碰撞後產生的可見粒子。之前，國際上所有探測器的能譜探測範圍都在1 TeV以下，而「悟空」將探測波段提升至1 TeV以上，成為世界上第一台能在空間觀測直至10 TeV能量電子和伽馬射線的儀器。「悟空」在軌運行了530天，共採集了約28億顆高能宇宙射線，清晰勾勒出電子宇宙射線在寬能量段的能譜行為，探測到的尖銳的能譜結構就在1.4 TeV處，相關研究成果發表在11月30日《Nature》上。中國科學院院士吳岳良認為，這個異常突起可能暗示了暗物質粒子存在的新證據。中國科學院紫金山天文台研究員范一中說，電子能譜在高能區突然出現拐折，一定是有什麼「源」影響了它。不過，暗物質粒子探測衛星首席科學家常進坦言，要進一步提高可靠性，還得繼續積累數據。他說，「一旦這個地方的精細結構得以確證，相信將是粒子物理或天體物理領域的開創性發現」。中國科學院院長白春禮說，「『悟空』的最新發現，是引領性原創成果重大突破」。即使最終證明不是暗物質，也將會是一個新奇的發現。（10月30日，《中國科學報》）
近幾年，中國的科技發展突飛猛進，不斷有像「悟空」這樣世界領先的科學重器投入使用。
「墨子」號是中國2016年8月發射升空的一顆用於量子科學實驗的衛星。2017年6月，墨子號在世界上首次實現了千公里量級的量子糾纏；2016年9月，中國正式開通世界首條量子保密通信幹線——「京滬幹線」，它與墨子號的對接標誌著我國已構建出天地一體化廣域量子通信網路雛形，中國的量子通信走在世界前列。
量子通信是迄今唯一被嚴格證明絕對安全的一種通信方式。這是因為量子加密的密鑰是隨機的，即使被竊取，信息也無法被破解，並且竊取行為會改變數子態，很容易被察覺。量子通信是國際量子物理和信息科學的研究熱點，近期這一領域又取得可喜進展。11月24日，美國杜克大學、俄亥俄州立大學和橡樹嶺國家實驗室的研究人員在《Science Advances》上發表的文章顯示，他們開發出一種新型量子密鑰分配（QKD）系統，比現有方法快5~10倍。他們在用弱激光編碼單個光子信息的同時，通過調整光子相位和釋放光子的時間，將更多信息添加到單個光子上。結合專門開發的高速接收機，新系統傳輸密鑰的速度比其他系統快5~10倍。目前，量子密鑰傳輸速率較低，限制了量子通信技術的實際應用。這一新的研究成果將促進量子加密技術大規模應用。（11月27日，《科技日報》）
在深海領域，中國也不斷取得突破。中國首台自主設計、自主集成研製的作業型深海載人潛水器——「蛟龍」號於2012年就創造了在目前地球上最深的海溝——馬里亞納海溝下潛7062 m的紀錄。2017年11月30日，中國又一載人潛水器——「深海勇士」號通過科技部組織的驗收，標誌著中國已擁有海洋大深度技術自主研發的能力。「深海勇士」號也是由中國人自主研發建造的。這個第3代載人潛水器，在經歷16年的技術革新後，實現了自帶導航的設計以及其他多種功能，可以更好的開展深海工作。在驗收會上，15位專家給出的意見是：課題研製過程中突破了鈦合金載人艙、超高壓海水泵、低雜訊推進器、液壓源、充油鋰電池、浮力材料等關鍵技術。通過課題實施，我國大深度載人深潛技術和裝備製造取得突破性進展，全面具備了自主研發和製造深海載人潛水器的能力。（12月1日，《科技日報》）
「悟空」「墨子」以及「深海勇士」等重大科技成果的問世無一不表明了中國正快速的踏向世界科技強國。這些先進的科技重器反過來又會促進我國基礎學科的發展，催生出又一批世界一流的研究成果。中國科技的迅猛發展已成為常態，科技強國的偉大夢想正逐步變成現實。
作者簡介：王麗娜，科技導報社，編輯。
注：本文發表在2017年第23期《科技導報》，歡迎關注。本文部分圖片來自互聯網，版權事宜未及落實，歡迎圖片作者與我們聯繫稿酬事宜。
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