常进院士谈“空间探测暗物质粒子”

由澳门科技大学主办的科技大师系列讲座“空间探测暗物质粒子”于2022年2 月16日下午通过ZOOM平台于线上成功举办。本场讲座邀请到中国科学院院士、中国科学院国家天文台台长、暗物质与空间天文重点实验室主任、暗物质粒子探测卫星(悟空号)的首席科学家常进先生主讲。澳门科技大学校长李行伟为讲座致辞,欢迎并感谢常进院士为澳科大师生带来精彩的专题演讲。

讲座伊始,常进院士从宇宙的层次结构讲起,提到暗物质的发现来自于天体质量测量、引力理论、广义相对论等理论基础和通过引力透镜得到的星系团观测证据。天文学家指出,在宇宙组分中,暗物质占比达到了27%。至于暗物质究竟是什么,常进院士首先从质量分布方面排除了暗物质是黑洞这个观点,它是人类未知的全新粒子,由于标准模型中的所有基本粒子与暗物质粒子的已知性质均不吻合,所以探测暗物质、研究其物理性质将会打开物理学革命的大门,这也是我们探测暗物质的原因和必要性。

此外,常进院士还介绍了目前被应用的探测暗物质的三种方法——实验室加速器探测、地下直接探测和空间间接探测。其中,空间间接探测法是通过探测暗物质粒子相互碰撞后产生的看得见的普通粒子来探测看不到的暗物质粒子,这正是我国暗物质粒子探测卫星“悟空号”所应用的技术方法。但由于电子流量低、观测难度大,我们改变传统的只测量底部探测器能量沉积大小的一维方法为二维方法,即同时测量能量沉积的横向分布,这能够有效提高粒子鉴别本领。这种深度横向法在国际上也得到了广泛的认可和应用,产生了重大的国际影响。基于以上成果,我们获批成立了科学院战略先导专项,以进一步解决“悟空号”面临的粒子鉴别、宽能区覆蓋度、卫星资源限制等技术挑战。经过科研团队的努力,“悟空号”以在轨测试总结评审100分和测量精度优于国外同类探测器水平的卓越成果得到了党和国家的高度关注,也在国际社会实现了中国在空间科学方面的崛起。

在问答环节,同学问到关于暗物质的研究会具体应用到哪些领域,常进院士提出虽然目前暗物质性质暂未探明,无法准确判断其应用方向,但这一定会产生新的科技革命。讲座最后,常进院士展望了暗物质探测在天文学乃至整个科学领域的无限前景,倡议更多人加入推进我国在天文学界的成就。

常进院士