据新华社北京11月14日电 (记者 李江涛)中国暗物质实验合作组最新研究成果11日在国际著名科学杂志《物理评论D》快报栏目发表。这项研究在更大范围内排除了当前理论预期的暗物质存在空间,是目前国际领先水平的暗物质探测灵敏度测量结果,也是对当前暗物质理论进行的一次重要检验。
据科学家介绍,暗物质是指不发射任何光及电磁辐射的物质,目前人们只能通过引力产生的效应得知其存在。宇宙学研究表明,在宇宙物质质量中,普通物质约占15%,其余85%是暗物质。暗物质超出粒子物理标准模型以外,是人类对于宇宙物质构成的全新认识。
中国暗物质实验合作组首席科学家康克军说:“暗物质粒子就像一条鱼,在一个漫无边际的海洋中存在。找到这条鱼,就是找寻暗物质的过程。”2002年,美国国家科学技术委员会的研究报告将暗物质研究列为21世纪最重要的11个物理学前沿研究课题之首。
此次发表的研究成果由清华大学联合四川大学、南开大学、中国原子能科学研究院、雅砻江流域水电开发有限公司等单位组成的中国暗物质实验合作组,在世界最深的中国锦屏地下实验室,利用单体质量约为1千克、能量阈值约为300电子伏(eV)的点接触高纯锗探测器开展实验取得。合作组在质量为10千兆电子伏(GeV)以下的范围内没有探测到暗物质信号,在更大范围内排除了当前理论预期的暗物质存在空间。
康克军说,2010年前后,由美国芝加哥大学领导的CoGeNT实验组称已在海洋深处的某个位置找到了这条“鱼”。尽管此后有不少国家的科研团队对这一结论表示质疑,但因探测器原理不同,很难推翻这一结论。“我们采用与美国CoGeNT实验组相同的探测原理,而且探测效率更高、实验室宇宙线本底(自然状态下的放射水平)更低。我们的实验结果证明了美国CoGeNT实验组所宣称的那个区域是不可能有暗物质粒子这条‘鱼’存在的,彻底推翻了他们的结论,为科学家指出了下一步找寻的范围和方向。”
康克军表示,我国自主的暗物质实验开始不久,中国暗物质实验合作组服务国家重大战略需求,将瞄准国际先进半导体探测器这一技术领域,发展我国先进探测器技术,打破高纯锗探测器的国际垄断,为我国辐射防护、国土安全、海洋放射性检测等提供自主的测量设备,带动我国新型半导体材料、低噪声电子学、超低本底辐射屏蔽技术、低本底低温制冷技术等多个领域技术的发展和提升。
