袁岚峰:米格达尔效应跟暗物质之间是什么关系?为什么这个东西对于探测暗物质特别重要?
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郑阳恒:从我们做粒子物理人的观点来看,如果这个暗物质是由基本粒子组成的,它一定不能有四种基本相互作用中的至少两种。第一,不能有强相互作用,有强相互作用,我们早观测到了。第二,不能有电磁相互作用,有电磁相互作用,它就会发光,所以我们也早就看到了。所以它一定有引力相互作用,这个我们是通过开普勒定律实际上是验证过它的。然后关键的第四种,就是它的弱相互作用,我们不知道。所以我们如果假设它存在弱相互作用的话,它就会有概率和原子核发生碰撞。所以就是我刚才提到的,就是它有可能如果存在这种带弱相互作用的基本粒子的话,它会使原子核发生一个晃动。
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袁岚峰:所以怪不得我们前面说,是有一个中性粒子打到这个原子核上是吧?
郑阳恒:没错。
袁岚峰:我们现在就希望这个暗物质是一个中性粒子。
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郑阳恒:不,暗物质一定是中性粒子。
袁岚峰:对。
郑阳恒:它(如果)不是中性粒子,我们早有很多种方法看到它了。
袁岚峰:为什么这里面又要强调是轻质量的暗物质?
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郑阳恒:原因是我们现在在重质量的暗物质(方向上)我们已经找了很多年了,而且现在重质量暗物质的排除曲线已经非常接近“中微子地板”了。如果它这个排除线达到了“中微子地板”的话,我可能就能看到由于中微子弱相互作用晃动的原子核,那你分不清楚它是由暗物质造成的信号还是由中微子造成的信号。
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袁岚峰:所以米格达尔效应就是用来探测这些轻质量的暗物质的是吧?
郑阳恒:是的。
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你有没有听说过暗物质?这个神秘的概念,是当今物理学最重要的前沿之一。顾名思义,暗物质是看不见摸不着的,因为它不参与电磁相互作用。更奇妙的是,暗物质竟然比我们看得见摸得着的常规物质还多好几倍。
大多数物理学家相信暗物质存在,是因为只有引进暗物质,才能解释一些观测现象,如星系旋转曲线。然而对于那个最显而易见的问题,暗物质是什么粒子?我们还一无所知。有许多理论对此提出种种猜想,也有许多实验在寻找各种类型的暗物质,但目前还一无所获。
2026年初,有一个突破可能为轻质量暗物质的探测带来曙光。它叫做米格达尔效应的直接观测,实现了87年前的理论预言。
这项研究的主持者,是中国科学院大学副校长、物理科学学院教授郑阳恒博士。他在粒子物理领域耕耘多年,发现了四夸克态、双粲重子等新粒子。我们离揭开暗物质的面纱还有多远?今天,我们就来访问郑阳恒老师。
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《锚点》节目中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话中国科学院大学郑阳恒教授,东方卫视2026年6月3日播出。本片为精彩片段之一,25分钟的全片可见于上海广播电视台“看看新闻”网站(https://www.kankanews.com/detail/PbwR0k9Jgy4)、app、视频号以及哔哩哔哩(https://www.bilibili.com/video/BV1zM7X6bEXs)。。
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■ 作者简介
袁岚峰
中国科学技术大学科技传播系副主任
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员
科技与战略风云学会会长
风云之声
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