我們為什麼要探測暗物質？ 2021年10月22日，北京科技報官方賬號發布了中國科學院專家李金做出的相關解釋，他講解道：“首先，暗物質在宇宙當中佔了很大的比例，沒有它的參加，我們是不可能真正的了解宇宙的演化，因此它是宇宙學當中一個尖端的、最新的、最大的課題。其次，在粒子物理學中我們有很多粒子還不清楚，現在又添加了暗物質粒子，更是我們不了解的，所以我們要了解暗物質粒子，也是物理學當中一個很重要的部分。”

什麼是暗物質？

暗物質，通俗地講就是那些既不發射光，也不吸收和反射光的物質。由於暗物質屬於物質范疇，因此和普通物質一樣，具有引力效應。

暗物質存在的証據來自於天文觀測到的星系和星系團由於引力效應產生的行為。一些証據表明，宇宙的大部分物質由與標准模型之間可能有極弱相互作用的不發光成分組成，因此它們可以逃脫地球實驗室的探測。

暗物質的探測方法有哪些？

暗物質理論的正確性需要實驗檢驗。根據當前主要的暗物質理論模型和候選粒子，暗物質實驗探測方法主要分為直接探測、間接探測和加速器實驗三大類。

暗物質直接探測實驗是通過探測暗物質與普通物質相互碰撞后靶核的反沖能量、方向、數量及其隨時間的變化等參數和特性來研究暗物質粒子的基本性質。間接探測實驗是通過探測暗物質粒子自身衰變或者相互碰撞后湮滅的產物來研究暗物質的基本性質。加速器暗物質實驗則通過探測常規粒子在高能對撞下的產物來研究暗物質。

2010年中國首個極深地下實驗室——“中國錦屏地下實驗室”正式運行，清華大學的盤古計劃（CDEX）高純鍺暗物質實驗和上海交通大學牽頭的熊貓計劃（PandaX）液氙暗物質兩大實驗項目率先入駐，對暗物質進行直接探測。探測暗物質最核心的裝置就是高純鍺探測器。傳統高純鍺探測器及其譜儀雖然被廣泛應用，但要探測暗物質，對鍺的純度要求則更高，課題組需要的鍺，其純度要達到12至13個9。

暗物質能做什麼？

紫金山天文台台長常進曾說：“找到暗物質，弄清暗物質和暗能量的性質肯定會使物理學產生突破，那是很了不起的事情，我們今天生活中所用到的手機、電視、電腦都來自於一百年前量子力學那朵烏雲的解開。”所以，現階段我們所做的努力也許並不是為了明天或后天，而是為了更遙遠的未來。

指導老師：中國傳媒大學 經濟與管理學院副教授 於晗

專家：北京工業大學物理學研究員 王雯宇                              

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