暗物質的強大無法想像 中國這方面技術又有新突破
暗物質從科學家夢境中一路走來，它最早是科學猜想。同其他前沿理論一樣，它的創建極其重要，而日後的驗證也更加不容小覷。鏈科技小編今天關注中國的暗物質研究。近日，中國暗物質實驗（CDEX）合作組發布消息，該合作組利用一種國際首創的高純鍺探測系統，在一定範圍內將暗物質直接探測靈敏度提高到目前國際最高水平。研究成果於北京時間13日在線發表在國際頂級期刊《物理評論快報》上。
暗物質研究是當之無愧的最前沿科學，也是尖端位置的基礎研究。基礎研究是高投入低產出的事業，無法用經濟效益衡量，基本都「燒錢」，但它對於人類科技而言不可或缺。CDEX合作組實驗負責人、清華大學工程物理系教授岳騫介紹，當前暗物質探測方法大體分為「上天」「入地」和「人造暗物質」三種。CDEX合作組在中國錦屏地下實驗室開展的暗物質直接探測研究屬於「入地」，可以減少宇宙線的干擾。據介紹，該合作組利用國際上第一個液氮直接浸泡製冷的真空封裝點電極高純鍺探測器，在4—5GeV範圍內自旋無關暗物質直接探測靈敏度提高到8×10-42cm2，達到目前國際最高水平。
宇宙雖大，但留給人類的檢測信號卻很吝嗇，只有高度靈敏的儀器才能捕捉到轉瞬即逝、若有若無的蛛絲馬跡，高性能儀器也因此成為人類觀測暗物質的必備工具。據介紹，當彌散在整個空間的暗物質粒子偶爾與鍺原子發生碰撞後，會導致鍺核發生反衝並通過電離過程在探測器內沉積能量。合作組進行的點電極高純鍺探測器實驗，就是通過研究反衝核的反衝能量、事例率及其變化等參數來研究暗物質粒子的質量、與靶核的相互作用截面、暗物質分布等性質。2016年進行了第二階段的CDEX-10實驗，採用10公斤量級的高純鍺陣列探測暗物質粒子。CDEX合作組目前取得的研究成果為未來更大規模實驗提供了堅實基礎。合作組正在準備CDEX-100實驗，計劃使用自主高純鍺探測技術在錦屏地下實驗室建設和運行100公斤量級的探測器陣列系統，開展暗物質直接探測和無中微子雙貝塔衰變的實驗研究。
小編追蹤一下暗物質理論的由來。1915年，愛因斯坦根據相對論得出推論：宇宙的形狀取決於宇宙質量的多少。他認為:宇宙是有限封閉的。如果是這樣，宇宙中物質的平均密度必須達到每立方厘米5×10的負30次方克。但是，迄今可觀測到的宇宙的密度，卻比這個值小100倍。也就是說，宇宙中的大多數物質「失蹤」了，科學家將這種「失蹤」的物質叫「暗物質」。從此也拉開了暗物質探測驗證的序幕。
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