“熊猫计划”是个啥?

暗物质，看不见也摸不着，却让很多科学家着迷。在两年一度的国际暗物质大会上，“熊猫计划”的负责人公布，仍未发现暗物质粒子的踪迹。那么，这个暗物质到底是什么东西？科学家为什么要苦苦寻觅？而这个所谓的熊猫计划，又是一个什么项目呢？

中科院国家空间科学中心。（图片来源：新华网）

暗物质和暗能量是什么？

熊猫计划是一项研究暗物质的计划，跟熊猫宝宝并没有什么关系，也许是因为它的实验室（PandaX）设立在中国四川锦屏山隧道，所以才被命名为熊猫计划。尽管我们肉眼无法看到，但暗物质总量却是普通物质的四到五倍，塑造了包括银河系在内的众多星系的形态。在我国实验室精密的探测下，得出的第一个物理结果是：在3.3万公斤/天的曝光量下，仍未发现暗物质粒子的踪迹。宇宙的形成离不开暗物质，它就像一个小小的粘合剂，暗物质引力发挥作用才使得行星得以聚拢、形成。暗物质相互作用极其微弱，却远多于人类可见的普通物质，普通物质仅占宇宙总密度的百分之五。暗物质和总量更多的暗能量占据了宇宙密度的百分之九十五。它们无法被直接观测到，并且也无法用现有的物理学理论解释，因此，暗物质和暗能量也被称为笼罩在21世纪物理学天空中的两朵乌云。

熊猫计划的探测原理

为什么最强大的天文望远镜都无法直接探测到它呢？暗物质不带电，不释放任何光线也不反射任何光线。它可能只参与弱相关作用，不参与电磁相互作用，所以真的很难寻觅。科学家们选择在密闭空间进行检测，厚实的山体屏蔽住其它各种粒子，而相互作用微弱的暗物质粒子则可以穿透进入，科学家们试图在暗物质与探测器介质的碰撞中发现暗物质。中国熊猫计划的实验室位于四川锦屏山隧道，隧道最大埋深2375米，埋深大于1500米洞段占隧道总长的73.1%，是世界上埋藏最深的暗物质实验室。

什么时候才能找到暗物质呢？

暗物质探测的确困难，有点像守株待兔，不过，暗物质应该很多，因此有可能被发现。实验者们也一直不断改进设备的精确度，虽然现在我国的技术已经是世界前沿，但目前还未探测到暗物质。在不久的将来，暗物质或许会被我们探测到，或许我们可以排除原来设想的暗物质模型。(作者：国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家 陈学雷博士)