常進院士談「空間探測暗物質粒子」

由澳門科技大學主辦的科技大師系列講座「空間探測暗物質粒子」於2022年2 月16日下午通過ZOOM平台於線上成功舉辦。本場講座邀請到中國科學院院士、中國科學院國家天文台台長、暗物質與空間天文重點實驗室主任、暗物質粒子探測衛星(悟空號)的首席科學家常進先生主講。澳門科技大學校長李行偉為講座致辭,歡迎並感謝常進院士為澳科大師生帶來精彩的專題演講。

講座伊始,常進院士從宇宙的層次結構講起,提到暗物質的發現來自於天體質量測量、引力理論、廣義相對論等理論基礎和通過引力透鏡得到的星系團觀測證據。天文學家指出,在宇宙組分中,暗物質占比達到了27%。至於暗物質究竟是什麼,常進院士首先從質量分佈方面排除了暗物質是黑洞這個觀點,它是人類未知的全新粒子,由於標準模型中的所有基本粒子與暗物質粒子的已知性質均不吻合,所以探測暗物質、研究其物理性質將會打開物理學革命的大門,這也是我們探測暗物質的原因和必要性。

此外,常進院士還介紹了目前被應用的探測暗物質的三種方法——實驗室加速器探測、地下直接探測和空間間接探測。其中,空間間接探測法是通過探測暗物質粒子相互碰撞後產生的看得見的普通粒子來探測看不到的暗物質粒子,這正是我國暗物質粒子探測衛星「悟空號」所應用的技術方法。但由於電子流量低、觀測難度大,我們改變傳統的只測量底部探測器能量沈積大小的一維方法為二維方法,即同時測量能量沈積的橫向分佈,這能夠有效提高粒子鑑別本領。這種深度橫向法在國際上也得到了廣泛的認可和應用,產生了重大的國際影響。基於以上成果,我們獲批成立了科學院戰略先導專項,以進一步解決「悟空號」面臨的粒子鑑別、寬能區覆蓋度、衛星資源限制等技術挑戰。經過科研團隊的努力,「悟空號」以在軌測試總結評審100分和測量精度優於國外同類探測器水平的卓越成果得到了黨和國家的高度關注,也在國際社會實現了中國在空間科學方面的崛起。

在問答環節,同學問到關於暗物質的研究會具體應用到哪些領域,常進院士提出雖然目前暗物質性質暫未探明,無法準確判斷其應用方向,但這一定會產生新的科技革命。講座最後,常進院士展望了暗物質探測在天文學乃至整個科學領域的無限前景,倡議更多人加入推進我國在天文學界的成就。

常進院士

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