香山会议提出设想和规划——
我科学家力争率先发现暗物质
本报记者 游雪晴
“未来五至十年，我国应发挥本土实验基地的优势，充分利用锦屏地下实验室探测暗物质和西藏阿里天文台探测宇宙背景辐射，同时迅速开展先进探测技术的研发，希望在国际上率先发现暗物质。”不久前召开的香山科学会议S27次学术讨论会上，会议执行主席之一、上海交通大学季向东教授提出了这样的设想，得到了与会专家的支持。会上研讨了我国在暗物质暗能量研究领域的布局规划，力争在这个领域尽早达到世界领先水平。
暗物质和暗能量是物理和天文学家公认的21世纪最重要的科学谜团，非常有可能孕育出新的物理学重大发现。近年来，美国和欧洲科学界纷纷布局这个领域的研究计划，期望在暗能量暗物质研究上抢先取得突破。
中国科学界对暗物质暗能量研究的重要性早有共识。在中科院2009年发布的战略研究系列报告“创新 2050：科学技术和中国未来”中提出，可能出现革命性突破的四个基本科学问题中，暗物质、暗能量位列第一。报告指出“揭开暗物质、暗能量之谜，将是人类认识宇宙的又一次重大飞跃，可能导致一场新的物理学革命。为此，需投资建设几项关键性的探测暗物质、暗能量的重大实验装置，以取得第一手实验数据，在国际竞争中处于主导地位。”
过去五年里，中国在暗物质暗能量方面的研究有了跨越式的发展。2014年，中国暗物质实验组（CDEX）利用点电极高纯锗得到了目前该探测器在国际上最灵敏的实验结果，进一步缩小了暗物质可能存在的区域。“粒子和天体物理氙探测器”（PandaX）实验组也于同年公布了一期实验获得的首批数据，对以往国际上所有发现的疑似轻质量暗物质信号提出了质疑。这些研究成果的取得，源于锦屏地下实验室为中国暗物质研究提供的重要机遇，为我国在暗物质暗能量研究上从“跟跑” 到“并跑”到最后“领跑”打下重要的基础。
锦屏地下实验室是我国首个极深地下实验室，于2010年底在四川雅砻江锦屏水电站投入使用。锦屏地下实验室垂直岩石覆盖达2400米，是目前世界岩石覆盖最深的实验室。锦屏地下实验室现正在进行二期扩建，扩建后13万立方米的实验空间有望推动暗物质地下直接探测。科学家将在前五年开展20吨的液氙暗物质探测实验预研项目以及200公斤高纯锗半导体探测项目，与欧美同类项目开展竞争。
与会专家认为，除了锦屏地下实验室探测暗物质项目之外，对于暗能量的研究，应加大对西藏阿里天文台的投入力度，建设毫米/亚毫米波望远镜，利用其地理及气象条件优势，率先开展北半球地面宇宙微波背景辐射观测，对宇宙原初引力波及暗能量性质进行研究，检验宇宙暴涨模型。
中科院国家天文台阿里观测站位于西藏阿里狮泉河镇以南海拔5100米的山脊，海拔高、云量少、水汽低、透明度高。其选址工作在国家天文台相关研究人员的带领下，持续长达10年，已成为天文台选址工作的典范。建成后，其地理上的中纬度范围、对天区的广阔覆盖，有望填补北半球观测宇宙微波背景辐射的空白。
与会专家认为，我国暗物质、暗能量领域的研究若想取得突破性进展，除了这些本土的研究实验基地项目外，还应部署和协调其他相关项目，包括南极冰穹A的KDUST项目、空间站光学望远镜巡天项目、天籁计划等射电天文项目等，力争可以取得有突破性的发现和进展。（科技日报北京7月21日电）
