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 中国PandaX项目位于四川省锦屏山。图为移走碎石的输送带。
■本报见习记者 张冬冬 在地下1000多米处，物理学家正使用液氙设下陷阱来捕捉猎物：假想中的暗物质粒子――它们在穿越地球的过程中有极少数可能与普通物质发生作用。每个陷阱的建设需要1000万美元，然而该实验可以探测到宇宙中暗物质85%的组成部分，因此花费相对较少。不过，在地球上设置4个这样的陷阱真的有必要吗？ 据《自然》杂志报道，近期，中国的PandaX实验加入到意大利、美国和日本的研究行列中。该实验拥有世界上最深的实验室，位于四川省锦屏大理岩山体以下2500米处。PandaX将于今年开始利用120千克液氙探测暗物质，研究团队希望可以在2016年将使用量提升至1吨，这意味着该实验将会比其他的暗物质研究进展更快。“我们想要证明世界一流的暗物质研究在中国是可能的。”PandaX项目的发言人、上海交通大学物理学家季向东表示。 西方国家的暗物质研究人员为这项计划的目标感到兴奋，但有些人却质疑这将导致重复工作。“将我们的经费花在不同的直接检测实验上并不值得。”美国加利福尼亚州SLAC国家加速器实验室的天体物理学家Stefan Funk说。他承认他的观点较为偏颇――他通过在空中寻找可能的γ射线信号来间接探测暗物质。 多个液氙实验的出现反映了暗物质探测研究中的混战，以及各国争相解决物理学前沿问题的野心。对星系旋转和宇宙背景辐射的观测发现，宇宙中大约85%的物质之间都存在引力，但并不会辐射光。主要理论表明，这样的暗物质以弱作用大质量粒子（WIMPs）的形式存在。它们如果存在，会偶尔与普通物质的原子核相撞击，因此基本上会在一大池像液氙这样的原子致密材料中被探测到――当与原子核相撞时，该材料会产生光。 在地下进行该实验，是为了减少与WIMPs相仿的宇宙射线的干涉。至今，科学家还没有什么发现。位于意大利阿奎拉附近的实验XENON100取得了最多的进展，至今运行225天，并未探测到WIMP信号，排除了质量更大、相互作用更强的粒子存在的可能性。在未来几个月中，XENON合作组织会开始将液氙使用量提升至1吨多，其探测灵敏度将会提高100倍。 |
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